CN114273429B - 一种难变形金属管材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种难变形金属管材的制备方法，涉及金属加工技术领域。本发明采用斜轧穿孔制坯可以节约材料、降低成本、提高生产效率。对于钛及钛合金和锆及锆合金而言，穿孔后的管坯再进行挤压，可以起到规整管坯尺寸精度的作用，还可以破碎在相变点以上穿孔时管坯粗大的魏氏体组织，为冷轧提供高质量的坯料。对于镍合金而言，用小变形的热穿孔+小变形的热挤压制成管坯，可以降低热加工时变形抗力大，加工困难的问题。本发明可实现Φ600mm及以下钛、锆、镍等难变形金属管材的高效制备，且可降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及一种难变形金属管材的制备方法。
背景技术
钛、锆、镍等难变形金属无缝管材越来越广泛的被应用于航空航天、海洋、核电、化工等领域。钛、锆管材的生产方法主要有：1)棒材多火次锻造+斜轧穿孔+热连轧(该方法适用于壁厚≥6mm的金属管材)，该方法制备管材时，斜轧穿孔前棒坯的制备方法通常是将铸锭经多火次镦拔、自由锻或精锻得到棒坯，锻造火次多，流程长，且由于斜轧穿孔设备主要是针对钢管生产的设备，钢管加工企业对钛合金没有深刻认识，因此，斜轧穿孔前的加热温度一般为950～1050℃，在相变点以上，导致管材不能发挥出材料本身最佳的性能；2)斜轧穿孔+冷轧(该方法适用于壁厚＜6mm，热加工性能好，组织、性能要求不高的金属管材)，该方法同样存在棒材制备工序长的问题，同时，由于穿孔得到的管坯的组织为魏氏体组织，直接进入冷轧工序时会出现开裂，而且穿孔后的管坯还存在尺寸偏差较大的问题，直接轧制会导致成品管材尺寸精度不能满足要求。因此，高质量要求的金属管材一般都不采用斜轧穿孔制坯；3)挤压+冷轧(该方法适用于壁厚＜6mm，热加工性能较差，性能要求高的金属管材)，挤压前的坯料需要进行钻孔、镗孔，得到空心管坯棒，造成材料的浪费，成材率低，成本高，且钻镗孔耗时长，影响生产效率。
对于钨、钼含量较高的镍基高温合金有较高的热强性，热加工成形较困难，镍基合金管材的生产方法主要有：1)棒材钻孔+扩孔+挤压；2)棒材钻孔+扩孔+挤压+冷轧；3)棒材钻孔+冷轧。这几种方法制备镍合金管材，制坯时都需要棒材钻孔，造成材料浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种难变形金属管材的制备方法，本发明提供的制备方法工艺流程短，可以节约材料、降低成本、提高生产效率。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种难变形金属管材的制备方法，包括以下步骤：
将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔和热连轧，得到金属管材坯体；或者将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔、挤压和冷轧，得到金属管材坯体；
将所述金属管材坯体进行热处理，得到金属管材。
优选地，所述金属铸锭在进行加热前，还包括精锻或轧制。
优选地，所述金属铸锭包括纯钛铸锭、钛合金铸锭、纯锆铸锭、锆合金铸锭、纯镍铸锭或镍合金铸锭。
优选地，所述精锻或轧制的火次为1～2次；所述精锻或轧制的温度为1050～1200℃。
优选地，当所述金属铸锭为纯钛铸锭或钛合金铸锭时，所述加热的温度为(Tβ-50℃)～1100℃；Tβ为金属铸锭的相变点温度；
当所述金属铸锭为纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述加热的温度为Tβ-(30～70)℃；
当所述金属铸锭为纯镍铸锭或镍合金铸锭时，所述加热的温度为1000～1150℃。
优选地，当所述钛合金铸锭的热加工性较差，或者金属管材要求是片层组织的近α钛合金或α+β两相钛合金时，所述加热的温度为(Tβ+50)～1100℃；
当所述钛合金铸锭的热加工性良好，或者金属管材要求是等轴或双态组织的近α钛合金或α+β两相钛合金时，所述加热的温度为Tβ-(30～70)℃；
当金属管材为β钛合金时，所述加热的温度为900～1100℃；
当所述金属铸锭为纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述加热的温度为Tβ-(30～50)℃。
优选地，所述斜轧穿孔的变形量为30～60％。
优选地，所述热连轧的变形量为30～70％。
优选地，所述挤压前还包括再加热过程；
当所述金属铸锭为纯钛铸锭、钛合金铸锭、纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述挤压前管坯的再加热温度为Tβ-(30～70)℃；
当所述金属铸锭为纯镍铸锭或镍合金铸锭时，所述挤压前管坯的再加热温度为1000～1150℃。
优选地，所述挤压的挤压比为5～8。
本发明提供了一种难变形金属管材的制备方法，本发明采用斜轧穿孔制坯可以节约材料、降低成本、提高生产效率。对于钛及钛合金和锆及锆合金而言，穿孔后的管坯再进行挤压，可以起到规整管坯尺寸精度的作用，还可以破碎在相变点以上穿孔时管坯粗大的魏氏体组织，为冷轧提供高质量的坯料。对于镍合金而言，用小变形的热穿孔+小变形的热挤压制成管坯，可以降低热加工时变形抗力大，加工困难的问题。本发明可实现Φ600mm及以下钛、锆、镍等难变形金属管材的高效制备，且可降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例中金属管材的制备流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种难变形金属管材的制备方法，包括以下步骤：
将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔和热连轧，得到金属管材坯体；或者将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔、挤压和冷轧，得到金属管材坯体；
将所述金属管材坯体进行热处理，得到金属管材。
方法1：本发明将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔和热连轧，得到金属管材坯体。在本发明中，所述金属铸锭优选包括纯钛铸锭、钛合金铸锭、纯锆铸锭、锆合金铸锭、纯镍铸锭或镍合金铸锭。在本发明中，当制备壁厚≥6mm的金属管材时，优选采用方法1。
在本发明中，所述金属铸锭在进行加热前，优选还包括精锻或轧制。在本发明中，所述精锻或轧制的火次优选为1～2次；所述精锻或轧制的温度优选为1050～1200℃。
在本发明中，所述加热的保温时间优选为t＝0.8D1～0.8D1+300min，D1为坯料的直径，单位为mm；所述坯料指的是金属铸锭、每次精锻或轧制得到的坯体。在本发明中，所述加热的温度与金属铸锭的组成有关。
在本发明中，当所述金属铸锭为纯钛铸锭或钛合金铸锭时，所述加热的温度优选为(Tβ-50℃)～1100℃；Tβ为金属铸锭的相变点温度。
在本发明中，当所述钛合金铸锭的热加工性较差，或者金属管材要求是片层组织的近α钛合金或α+β两相钛合金时，所述加热的温度优选为(Tβ+50)～1100℃。在本发明中，所述钛合金铸锭的热加工性较差指的是钛合金铸锭中铝含量≥4wt％，含有β稳定性元素，但Mo当量≤2，在热加工时表面易开裂的近α钛合金，如TA31。在本发明中，以钛合金铸锭中各元素的质量百分含量计，所述Mo当量＝Mo+Nb/3.3+Ta/4+W/2+Cr/0.6+Mn/0.6+W×1.4+Fe/0.5+Co/0.9+Ni/0.8。
在本发明中，当所述钛合金铸锭的热加工性良好，或者金属管材要求是等轴或双态组织的近α钛合金或α+β两相钛合金时，所述加热的温度优选为Tβ-(30～70)℃。在本发明中，所述钛合金铸锭的热加工性良好指的是钛合金铸锭中铝含量≤3wt％，不含β稳定性元素，在热加工时表面不易开裂的α钛合金或近α钛合金，如TA10、TA16、TA18；或钛合金铸锭为α+β两相钛合金。
在本发明中，当金属管材为β钛合金时，所述加热的温度优选为900～1100℃。在本发明中，所述β钛合金指的是广义上的β钛合金，具体包括：近亚稳定β钛合金、亚稳定β钛合金或稳定β钛合金。
在本发明中，当所述金属铸锭为纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述加热的温度优选为Tβ-(30～70)℃，更优选为Tβ-(30～50)℃。
在本发明中，当所述金属铸锭为纯镍铸锭或镍合金铸锭时，所述加热的温度优选为1000～1150℃。
在本发明中，所述斜轧穿孔的变形量优选为30～60％。
在本发明中，所述热连轧的变形量优选为30～70％。本发明在所述斜轧穿孔后无需进行再加热，直接进行热连轧。
在本发明中，所述加热、斜轧穿孔和热连轧的步骤优选包括：在金属铸锭的表面涂覆润滑剂，进行加热，得到加热后的棒坯；将所述加热后的棒坯进行斜轧穿孔，再进行热连轧，得到金属管材坯体。在本发明中，所述润滑剂优选为玻璃粉润滑剂。
方法2：本发明将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔、挤压和冷轧，得到金属管材坯体。在本发明中，所述金属铸锭在进行加热前，优选还包括精锻或轧制。在本发明中，所述金属铸锭的组成、精锻或轧制工艺以及加热的温度与前文方法1中一致，这里不再赘述。在本发明中，所述斜轧穿孔后管坯的径厚比优选为3～20。在本发明中，当制备壁厚＜6mm的金属管材时，优选采用方法2。
本发明优选在所述斜轧穿孔后，将所得管坯自然冷却，再加热后进行挤压。在本发明中，当所述金属铸锭为纯钛铸锭、钛合金铸锭、纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述挤压前管坯的再加热温度优选为Tβ-(30～70)℃；Tβ为金属铸锭的相变点温度；当所述金属铸锭为纯镍铸锭或镍合金铸锭时，所述挤压前管坯的再加热温度优选为1000～1150℃。在本发明中，所述再加热的保温时间优选为t＝0.8D2～0.8D2+300min，D2为管坯的壁厚，单位为mm。
本发明优选在所述再加热前，对管坯进行锯切。
在本发明中，所述冷轧的变形量优选为35～60％。在本发明中，所述冷轧优选在室温条件下进行。
在本发明中，所述加热、斜轧穿孔、挤压和冷轧的步骤优选包括：在金属铸锭的表面涂覆润滑剂，进行加热，得到加热后的棒坯；将所述加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到金属管坯1；在所述金属管坯1的内外表面涂覆润滑剂，进行再加热，挤压成金属管坯2；将所述金属管坯2进行冷轧，得到金属管材坯体。在本发明中，所述润滑剂优选为玻璃粉润滑剂。
经过上述方法1或方法2得到金属管材坯体后，本发明将所述金属管材坯体进行热处理，得到金属管材。
本发明优选在所述热处理前，将所述金属管材坯体进行表面处理；所述表面处理优选包括依次进行的除油和酸洗。
本发明优选在所述热处理后，将所得管材依次进行矫直和表面处理，得到金属管材。
在本发明中，所述金属管材的外径优选为600mm以下。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明采用图1所示的工艺制备金属管材。
实施例1Φ18×1.3mmTA18钛合金管材
将TA18钛合金铸锭在精锻机上进行2火次精锻，加热温度分别为1150℃和1070℃，得到Φ95mm钛合金棒坯。
在所述钛合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行(Tβ+30)℃，即960℃加热，保温80～200min；保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ100×Φ32.5mm的钛合金管坯。将所述钛合金管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行(Tβ-70)℃，即860℃加热，保温60～180min，然后挤压，得到Φ48×8.75mm的TA18钛合金管坯；所述钛合金管坯经四道次冷轧后，得到Φ18×1.3mm的TA18钛合金管材。
对管材进行除油、酸洗，然后进行600℃保温3h真空热处理，最后矫直，得到成品TA18钛合金管材。
本实施例制备的TA18钛合金管材的力学性能如下：抗拉强度Rm＝700MPa，屈服强度Rp0.2＝540MPa，延伸率A＝22％。
从TA18钛合金铸锭到TA18钛合金管材的成材率为76.8％。
实施例2Φ73×6mmTA18CF钛合金管材
将TA18CF钛合金铸锭在精锻机上进行2火次精锻，加热温度分别为1170℃和1070℃，得到Φ200mm钛合金棒坯。
在所述钛合金棒坯表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行1000℃加热，保温160～280min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ213×Φ61.5mm的钛合金管坯。将所述钛合金管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行850℃加热，保温60～180min，然后挤压，得到Φ114×14mm的TA18CF钛合金管坯；将所述钛合金管坯经三道次轧制后，得到Φ73×6mm的TA18CF钛合金管材。
对管材进行除油、酸洗，然后进行700℃保温3h真空热处理，最后矫直，得到成品TA18CF钛合金管材。
本实施例制备的TA18CF钛合金管材的力学性能如下：Rm＝720MPa，Rp0.2＝600MPa，A＝18％。
从TA18CF钛合金铸锭到TA18CF钛合金管材的成材率为81.3％。
实施例3Φ48.8×4mmTi32钛合金管材
将Ti32钛合金铸锭在热轧机上进行1火次轧制，加热温度为1150℃，得到Φ170mm钛合金棒坯。
在所述钛合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行1000℃加热，保温140～260min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ179×Φ57.5mm的钛合金管坯。将所述钛合金管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行855℃加热，保温60～180min，然后挤压，得到Φ84×12mm的Ti32钛合金管坯。所述钛合金管坯经三道次冷轧后，得到Φ48.8×4mm的Ti32钛合金管材。
对所述钛合金管材进行除油、酸洗，然后进行750℃保温3h真空热处理，最后矫直，得到成品Ti32钛合金管材。
本实施例制备的Ti32钛合金管材的力学性能如下：Rm＝930MPa，Rp0.2＝870MPa，A＝16％。
从Ti32钛合金铸锭到Ti32钛合金管材的成材率为85.0％。
实施例4Φ176×25mmTC16钛合金管材
将TC16钛合金铸锭在精锻机上进行2火次精锻，加热温度分别为1150℃和1050℃，得到Φ410mm钛合金棒坯。
在所述钛合金棒坯表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行1050℃加热，保温330～450min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ416×Φ108mm的钛合金管坯。将所述钛合金管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行830℃加热，保温120～240min，然后挤压，得到Φ286×45mm的TC16钛合金管坯。所述钛合金管坯经两道次轧制后，得到Φ176×25mmTC16钛合金管材。
对所述钛合金管材进行除油、酸洗，然后进行750℃保温2h，空冷(AC)+550℃保温2h，AC，最后矫直，内外表面抛光，得到成品TC16钛合金管材。
本实施例制备的TC16钛合金管材的力学性能如下：Rm＝995MPa，Rp0.2＝910MPa，A＝16％。
从TC16钛合金铸锭到TC16钛合金管材的成材率为90.8％。
实施例5Φ138×5mmC276镍合金管材
将C276镍合金铸锭在精锻机上进行2火次精锻，加热温度分别为1200℃和1150℃，经过自由锻拔长得到Φ330mm的C276镍合金棒坯。
在所述镍合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行1050℃加热，保温200～320min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ346×Φ246mm的C276镍合金管坯。将所述镍合金管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行1000℃加热，保温60～180min，然后挤压，得到Φ197×15mm的C276镍合金管坯。所述镍合金管坯经三道次轧制后得到Φ138×5mm的C276镍合金管材。
对管材进行除油、酸洗，然后进行1150℃保温6min感应退火，水冷热处理，最后矫直，得到成品C276镍合金管材。
本实施例制备的C276镍合金管材的力学性能如下：Rm＝835MPa，Rp0.2＝380MPa，A＝54.5％。
从C276镍合金铸锭到C276镍合金管材的成材率为92.6％。
实施例6Φ173×40mmInconel600镍合金管材
将Inconel600镍合金铸锭在精锻上进行2火次精锻，加热温度分别为1200℃和1150℃，得到Φ290mm的Inconel600镍合金棒坯。
在所述镍合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行1050℃加热，保温180～300min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ296×Φ96mm的Inconel600镍合金管坯。将所述镍合金管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行1000℃加热，保温60～180min，然后挤压，得到Φ173×40mm的Inconel600镍合金管材。
对管材进行1050℃保温15min感应退火，水冷，矫直，表面处理后得到Inconel600成品镍合金管材。
本实施例制备的Inconel600镍合金管材的力学性能如下：Rm＝575MPa，Rp0.2＝210MPa，A＝42％。
从Inconel600镍合金铸锭到Inconel600镍合金管材的成材率为87.8％。
实施例7Φ214×4mmZr-1纯锆管材
在Φ410mm的Zr-1纯锆铸锭表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行1050℃加热，保温330～450min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，得到Φ416×Φ374mm的Zr-1纯锆管坯。将所述Zr-1纯锆管坯进行锯切，然后在内外表面涂覆玻璃润滑剂，对涂覆玻璃润滑剂的管坯进行800℃加热，保温60～180min，然后挤压，得到Φ289×9mm的Zr-1纯锆管材。所述Zr-1纯锆管坯经两道次轧制后，得到Φ214×4mmZr-1纯锆管材。
对管材进行除油、酸洗，然后进行600℃保温2h真空退火，最后矫直，得到成品Zr-1纯锆管材。
本实施例制备的Zr-1纯锆管材的力学性能如下：Rm＝490MPa，Rp0.2＝330MPa，A＝35％。
从Zr-1纯锆铸锭到Zr-1纯锆管材的成材率为90.6％。
实施例8Φ340×10.65mm的Ti52钛合金管材
将Ti52钛合金铸锭一火轧制为Φ320mm的钛合金棒坯，加热温度为1150℃。
在所述钛合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行Tβ+40℃，即995℃加热，保温260～380min，出炉后进行斜轧穿孔，穿孔至Φ380×28mm，热轧至Φ342×12.65mm。
将所述钛合金管坯升温至925℃保温1h，空冷至室温，然后在560℃保温4h，空冷至室温，进行双重热处理。对热处理后的管材进行矫直，并用表面抛磨设备进行粗抛再细抛，得到Φ340×10.65mm的成品Ti52钛合金管材。
本实施例制备的Ti52钛合金管材的力学性能如下：Rm＝966MPa，Rp0.2＝873MPa，A＝16％。
从Ti52钛合金铸锭到Ti52钛合金管材的成材率为76.8％。
实施例9Φ450×23mm的TC4钛合金管材
将TC4钛合金铸锭在大型精锻机上进行1火次精锻，加热温度为1170℃，得到Φ580mm的钛合金棒坯。
在所述钛合金棒坯表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行加热，保温温度为Tβ+40℃，即1030℃，保温460～580min，出炉后，进行斜轧穿孔，穿孔至Φ580×70mm，热连轧至Φ452×25mm。
对所述钛合金管坯进行800℃保温2h、AC热处理。对热处理后的管材进行矫直，并用表面抛磨设备进行粗抛再细抛，得到Φ450×23mm的成品TC4钛合金管材。
本实施例制备的TC4钛合金管材的力学性能如下：Rm＝965MPa，Rp0.2＝873MPa，A＝13％。
从TC4钛合金铸锭到TC4钛合金管材的成材率为86.2％。
实施例10Φ60×6.0mmZr-4锆合金管材
将Zr-4锆合金铸锭在热轧机上进行1火次轧制，加热温度为1150℃，得到Φ160mm的Zr-4锆合金棒坯。
在所述锆合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行Tβ-50℃，即920℃加热，保温130～250min，保温结束后出炉，将加热后的棒坯进行斜轧穿孔，穿孔至Φ180×13mm，热连轧至Φ60.8×7.0mm。
对所述钛合金管坯进行700℃保温2h真空热处理。对热处理后的管材进行矫直，并用表面抛磨设备进行粗抛再细抛，得到Φ60×6.0mm的成品Zr-4锆合金管材。
本实施例制备的Zr-4锆合金管材的力学性能如下：Rm＝500MPa，Rp0.2＝405MPa，A＝21％.
从Zr-4锆合金铸锭到Zr-4锆合金管材的成材率为74％。
实施例11Φ69×11mmInconel718镍合金管材
将Inconel718镍合金铸锭进行2火次轧制，加热温度分别为1170℃和1150℃，得到Φ160mm的镍合金棒坯。
在所述镍合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行加热，加热温度为1150℃，保温270～390min，出炉后，进行斜轧穿孔，穿孔至Φ180×18mm，热连轧至Φ70×12mm。
对所述Inconel718镍合金管坯进行1000℃保温1h，AC+720℃保温8h，以50℃/h炉冷至620℃，保温8h，空冷热处理。对热处理后的管材进行矫直，并用表面抛磨设备进行粗抛再细抛，再酸洗，得到Φ69×11mm的成品Inconel718镍合金管材。
本实施例制备的Inconel718镍合金管材的力学性能如下：Rm＝1240MPa，Rp0.2＝1000MPa，A＝33％.
从Inconel718镍合金铸锭到Inconel718镍合金管材的成材率为78.8％。
实施例12Φ300×12mmTA31钛合金管材
将TA31钛合金铸锭进行2火次精锻，加热温度分别为1170℃和1150℃，得到Φ340mm的钛合金棒坯。
在所述钛合金棒坯的表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行加热，保温温度为Tβ+40℃，即1040℃，保温270～390min，出炉后，进行斜轧穿孔，穿孔至Φ350×73mm，热连轧至Φ302×55mm。
对所述钛合金管坯进行800℃保温1h，AC热处理。对热处理后的管材进行矫直，并用表面抛磨设备进行粗抛再细抛，得到Φ300×53mm的成品TA31钛合金管材。
本实施例制备的TA31钛合金管材的力学性能如下：Rm＝895MPa，Rp0.2＝830MPa，A＝15％.
从TA31钛合金铸锭到TA31钛合金管材的成材率为83.9％。
实施例13Φ370×20mmTA2纯钛管材
在Φ560mm的TA2纯钛铸锭表面涂覆玻璃润滑剂，然后在电炉中进行加热，加热温度为1050℃，保温450～570min，出炉后，进行斜轧穿孔，穿孔至Φ580×80mm，热连轧至Φ372×22mm。
对所述TA2纯钛管坯进行600℃保温2h，AC热处理。对热处理后的管材进行矫直，并用表面抛磨设备进行粗抛再细抛，得到Φ370×20mm的成品TA2纯钛管材。
本实施例制备的TA2纯钛管材的力学性能如下：Rm＝320MPa，Rp0.2＝165MPa，A＝52％.
从TA2纯钛铸锭到TA2纯钛管材的成材率为85.1％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种难变形金属管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将金属铸锭依次进行加热、斜轧穿孔、挤压和冷轧，得到金属管材坯体；
将所述金属管材坯体进行热处理，得到金属管材；
所述挤压前还包括再加热过程；
当所述金属铸锭为纯钛铸锭、钛合金铸锭、纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述挤压前管坯的再加热温度为Tβ-(30～70)℃；
当所述金属铸锭为纯镍铸锭或镍合金铸锭时，所述挤压前管坯的再加热温度为1000～1150℃；
所述挤压的挤压比为5～8。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属铸锭在进行加热前，还包括精锻或轧制。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述金属铸锭包括纯钛铸锭、钛合金铸锭、纯锆铸锭、锆合金铸锭、纯镍铸锭或镍合金铸锭。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述精锻或轧制的火次为1～2次；所述精锻或轧制的温度为1050～1200℃。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述金属铸锭为纯钛铸锭或钛合金铸锭时，所述加热的温度为(Tβ-50℃)～1100℃；Tβ为金属铸锭的相变点温度；
当所述金属铸锭为纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述加热的温度为Tβ-(30～70)℃；
当所述金属铸锭为纯镍铸锭或镍合金铸锭时，所述加热的温度为1000～1150℃。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，当所述钛合金铸锭的热加工性较差，或者金属管材要求是片层组织的近α钛合金或α+β两相钛合金时，所述加热的温度为(Tβ+50℃)～1100℃；
当所述钛合金铸锭的热加工性良好，或者金属管材要求是等轴或双态组织的近α钛合金或α+β两相钛合金时，所述加热的温度为Tβ-(30～70)℃；
当金属管材为β钛合金时，所述加热的温度为900～1100℃；
当所述金属铸锭为纯锆铸锭或锆合金铸锭时，所述加热的温度为Tβ-(30～50)℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述斜轧穿孔的变形量为30～60％。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0234752A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 純チタンまたはチタン合金製継目無管の製造方法 |
| CN104551547A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-29 | 西安邦信特种金属材料科技有限公司 | 一种高强度钛合金管件的加工工艺 |
| CN105396895A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-16 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种钛及钛合金无缝油管的热轧加工方法 |
| CN107649531A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-02 | 宝钛集团有限公司 | 一种钛合金大口径无缝薄壁管材的加工方法 |
| CN109280787A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-01-29 | 西北有色金属研究院 | 一种石油天然气工业用钛合金无缝管材的制备方法 |
| CN110592425A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种高冲击韧性钛合金及利用钛合金制备无缝管材的方法 |
| CN112439806A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-05 | 湖南湘投金天科技集团有限责任公司 | 一种钛合金无缝管材的制备方法 |
| CN112605123A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 西北有色金属研究院 | 一种海洋工程用低成本高强韧钛合金管材的制备方法 |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0234752A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 純チタンまたはチタン合金製継目無管の製造方法 |
| CN104551547A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-29 | 西安邦信特种金属材料科技有限公司 | 一种高强度钛合金管件的加工工艺 |
| CN105396895A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-16 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种钛及钛合金无缝油管的热轧加工方法 |
| CN107649531A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-02 | 宝钛集团有限公司 | 一种钛合金大口径无缝薄壁管材的加工方法 |
| CN109280787A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-01-29 | 西北有色金属研究院 | 一种石油天然气工业用钛合金无缝管材的制备方法 |
| CN110592425A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种高冲击韧性钛合金及利用钛合金制备无缝管材的方法 |
| CN112439806A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-05 | 湖南湘投金天科技集团有限责任公司 | 一种钛合金无缝管材的制备方法 |
| CN112605123A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-06 | 西北有色金属研究院 | 一种海洋工程用低成本高强韧钛合金管材的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 不同方法制备的钛及钛合金管坯组织与性能研究;庞继明;肖雅静;曲恒磊;邓超;马小菊;杨建朝;巨建辉;;钛工业进展;20100825(第04期);全文 * |
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