RU2682071C1 - СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - - Google Patents
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682071C1 RU2682071C1 RU2017105294A RU2017105294A RU2682071C1 RU 2682071 C1 RU2682071 C1 RU 2682071C1 RU 2017105294 A RU2017105294 A RU 2017105294A RU 2017105294 A RU2017105294 A RU 2017105294A RU 2682071 C1 RU2682071 C1 RU 2682071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- wire
- less
- workpiece
- deformation
- Prior art date
Links
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 238000011160 research Methods 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910001040 Beta-titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- -1 obtaining an ingot Chemical compound 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102220253765 rs141230910 Human genes 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
- B21C23/08—Making wire, bars, tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам обработки титановых сплавов давлением и может быть использовано при изготовлении проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии. Способ изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий включает нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов. Деформацию заготовки путем волочения или прокатки проводят при нагреве волок или роликов (Т) до температуры Т=(300-650)°С, а скорость деформации (V) заготовки выбирают на каждом проходе в зависимости от диаметра (d) заготовки: V = (2-10) м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм, V = (10-15) м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм, V = (15-20) м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм, V = (20-30) м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм, V = (30-40) м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм, V = (40-60) м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,6) мм. Получают проволоку единым куском без сварных соединений с высокой прочностью и пластичностью. Повышается качество проволоки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к способам обработки титановых сплавов давлением, содержащих алюминий, ванадий, и может быть использовано при изготовлении проволоки из (α+β)-титанового сплава методом горячего волочения или прокатки, используемой для аддитивной технологии.
Изобретение направлено на снижение потерь готовой продукции, снижение затрат энергии на температурную обработку сплава и позволяет улучшить такие показатели при изготовлении проволоки для аддитивной технологии из (α+β)-титанового сплава как прочность и пластичность и исключить обрывы проволоки в процессе изготовления.
Титановый сплав ВТ6, пригодный для применения в качестве проволоки для аддитивной технологии, представляет собой сплав Ti-Al-V, который номинально содержит титан, 6 мас. % алюминия, 4 мас. % ванадия и обычно менее 0,20 мас. % кислорода. Сплав ВТ6 (α+β)-класса используется для изготовления крупногабаритных сварных и сборных конструкций летательных аппаратов, для изготовления баллонов, работающих под внутренним давлением в широком интервале температур от -196°С до 450°С, и целого ряда других конструктивных элементов в авиакосмической промышленности. Для изготовления данных изделий с использованием аддитивной технологии, требуется проволока, имеющая повышенные свойства по однородности микроструктуры, фазового состава, с минимальной анизотропией механических свойств по всей длине и без наличия сварных и других соединений.
Известен способ изготовления проволоки из α-титановых сплавов путем нагрева заготовки и прокатки в несколько проходов со скоростью в первом проходе не более 2 м/с, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, нагрев производят до температуры, определяемой из зависимости T=[(450-470)-20 V1]°С, где V1 - скорость прокатки в первом проходе, а деформацию осуществляют в многовалковых калибрах с суммарной степенью 75-80%. (Патент RU №1476718, заявка 4292778/02 от 03.08.1987 г, МПК В21В 3/00).
Недостатком этого способа являются то, что в данной разработке использована многократная термообработка, получаемые при этом механические свойства проволоки не позволяют получить, из одной заготовки, провод без сварных соединений длиной не менее 8500 м.
Известен способ получения проволоки из (α+β)-титановых сплавов, включающий нагрев, деформацию и отжиг (Волочение легких сплавов. Ерманок М.З., Ватрушин Л.С. М.: ВИЛС, 1999, с. 95-108).
Недостатком этого способа являются применение много переходной операции деформации, осуществляемой с нагревом, и применение энергоемких операций травления и вакуумного отжига, следствием которого является низкий уровень значений характеристик предела прочности на разрыв, что не позволяет, из одной заготовки, получение проволоки из титанового сплава ВТ6 с повышенными механическими свойствами одним куском длиной не менее 8500 м для аддитивной технологии.
Известен способ изготовления высокопрочной проволоки из титана и титановых сплавов, включающий получение слитка, его горячую деформацию с получением заготовки для волочения, волочение при комнатной температуре на конечный размер и окончательную термическую обработку (US 6077369 А, C22F 1/18, 20.06.2000).
Недостатком этого способа является окисление и трещинообразование поверхности, формирование структурной неоднородности по длине проволоки и как следствие разброс и нестабильность механических свойств проволоки, что не позволяет получение структурированной проволоки из титанового сплава ВТ6 с повышенными механическими свойствами одним куском длиной не менее 8500 м для аддитивной технологии.
Известен способ изготовления высокопрочной проволоки из (α+β)-титанового сплава мартенситного класса, включающий получение слитка, его горячую деформацию с получением заготовки для волочения, волочение при комнатной температуре на конечный размер и окончательную термическую обработку, при этом после горячей деформации полученные заготовки отжигают на воздухе и механически обрабатывают, волочение проводят многократно с промежуточными отжигами в атмосфере воздуха, при этом, после первого хода волочения проводят механическую обработку, а окончательную термическую обработку ведут в атмосфере воздуха в течение 60-180 мин при температуре (0,5÷0,7)Тпп °C с дальнейшим охлаждением до комнатной температуры. (Патент RU №2460825, заявка 2011140698 от 07.10.2011 г, МПК В21В 3/00).
Недостатками этого способа являются многостадийность и длительность процесса обработки заготовки и низкие механические свойства сплава по сравнению с предлагаемым способом. Данный способ не позволяет получить структурированную проволоку из титанового сплава ВТ6 с повышенными механическими свойствами одним куском длиной не менее 8500 м для аддитивной технологии.
Наиболее близким техническим решением для описываемого ниже способа является способ изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов, включающий нагрев заготовки и деформацию в несколько проходов, при этом в процессе деформации осуществляют охлаждение, причем при степени суммарной деформации до 50% охлаждение осуществляют до температуры деформации 640-670°С, при степени суммарной деформации более 50%, но менее 80% охлаждение осуществляют до температуры деформации более 670°С, но менее 700°С. (Патент RU №1520717, заявка 4309001 от 21.09.1987, МПК В21В 1/00).
Недостатком данного способа являются то, что механические свойства титанового сплава, полученные указанной обработкой, ниже, чем в предлагаемом способе, что не позволяет получение, из одной заготовки, структурированной проволоки из титанового сплава ВТ6 с повышенными механическими свойствами одним куском без обрыва, длиной не менее 8500 м для аддитивной технологии.
Задачей данного изобретения является повышение качества проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии, снижение затрат на ее изготовление.
Технический результат, достигаемый в процессе решения задачи, заключается в получении проволоки единым куском без сварных соединений, повышение прочности и пластичности титановой проволоки из (α+β)-титанового сплава, получение однородной, мелкозернистой структуры сплава, снижение анизотропии механических свойств по длине проволоки.
Технический результат достигается способом изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий, включающий нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов, отличающийся тем, что деформацию заготовки путем волочения или прокатки проводят при нагреве волок или роликов (Тв) до температуры Тв=(300-650)°С, а скорость деформации (V) заготовки выбирают на каждом проходе в зависимости от диаметра (d) заготовки:
V=(2-10) м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм,
V=(10-15) м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V=(15-20) м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V=(20-30) м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V=(30-40) м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V=(40-60) м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,6) мм.
Кроме этого, проволока имеет следующее содержание по массе %: алюминий 5,50-6,76, ванадий 3,50-4,40, железо ≤0,22, углерод ≤0,05, кислород 0,14-0,18, азот ≤0,03, водород ≤0,015 и титан - остальное, проволока имеет допуск на диаметр -0,05/+0,01 мм.
Повышение прочности и пластичности титановой проволоки из (α+β)-титанового сплава, это свойства титанового сплава, которые необходимо получить в процессе изготовления проволоки, чтобы иметь возможность изготовить провод, из одной заготовки, одним куском без сварных соединений. Для сплавов титана характерно значительное увеличение сопротивления пластической деформации и потеря пластичности на начальных стадиях деформирования. Особенно это проявляется при деформации α+β-титановых сплавов, имеющих повышенное содержание легирующих элементов, что способствует дополнительному упрочнению материала. Повышенное содержание алюминия в титане, особенно при значениях более 5,5%, увеличивает прочностные характеристики и снижает пластичность в условиях холодной пластической деформации. Максимальное обжатие для сплава ВТ-6 не превышает 18-20%. В этой связи при изготовлении проволоки из данного сплава используются многоциклические схемы. В данном способе предлагается проводить горячее волочение или прокатку без промежуточных термических обработок, со скоростью деформации в диапазоне (2-60) м/мин. Опытным путем определялись оптимальная скорость деформации для каждого диаметра заготовки. Важным фактором здесь является отсутствие образования мельчайших микротрещин, которые выходят на поверхность. Образование микротрещин на поверхности на начальных стадиях волочения или прокатки в дальнейшем с уменьшением диаметра, приводит порыву проволоки. Наличие сварных концов проволоки допустимо, но не для всех операций аддитивной технологии.
При охлаждении проволоки из титана и его сплавов из-за значительного градиента температур наблюдается быстрое захолаживание поверхностных слоев малой толщины, это затрудняет обеспечение равномерной деформации, как по сечению проволоки, так и по длине. Неравномерная деформация проволоки приводит к растрескиванию поверхностных слоев проволоки. Наиболее активно местное захолаживание деформируемого металла происходит в зонах контакта поверхности проволоки с поверхностями волок или роликов, имеющих значительно более низкую температуру. Эта особенность сплавов титана существенно ограничивает возможность получения проволоки для аддитивной технологии, исключающей наличие в одном куске проволоки сваривания отдельных концов проволоки. В предлагаемом способе предлагается нагревать волоки или ролики до температуры Тв=(300-650)°С. Нагрев волок или роликов в таком температурном диапазоне позволяет избежать появления зон с неравномерной деформацией по длине проволоки, избежать появления на поверхности микротрещин. Низкая теплопроводность титанового сплава оказывает отрицательное влияние и на процесс горячей деформации. Наличие зон наиболее интенсивной деформации при малой теплопроводности приводит к значительному нагреву металла этих зон вследствие теплового эффекта деформации и к ухудшению структуры и свойств. Для устранения таких зон перегрева, нагрев волок или роликов должно быть не выше 650°С.
Ниже представлены результаты реализации способа. Реализация способа проводилась в три этап. На первом этапе изготавливались заготовки для прокатки или протяжки, на втором этапе проводилось изготовление проволоки волочением или прокаткой, на третье этапе проводилось исследование образцов проволоки. Ниже представлена часть вариантов реализации предлагаемого способа изготовления проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии. Все заготовки были изготовлены из одного слитка.
Пример 1. Вариант 1. Изготовление заготовки. Методом тройного вакуумного дугового переплава получали слиток из титанового сплава ВТ6 диаметром 450 мм; далее обтачивали до 420 мм; нагревали до температуры 850°С в газовой печи и ковали на диаметр 115 мм. Полученную заготовку обтачивали для удаления альфированного слоя, затем нагревали до температуры 900°С и проводили горячую прокатку в бухту на диаметр 8,0 мм. Далее проводили отжиг на воздухе при температуре 700°С в течении 2-х часов с охлаждением на воздухе и механическую обработку (калибровку) со съемом 0,3-0,5 мм на диаметр заготовки.
Изготовление проволоки. Проволока изготавливалась волочением или прокаткой диаметром 1,6 мм. Изготовление волочением, результаты исследований в числителе (табл. 1) и прокаткой, результаты исследований в знаменателе (табл. 1), на режимах, которые не выходили за предельные значения. Деформацию путем волочения или прокатки проводили при нагреве заготовки до температуры 450°С, и при нагреве волок или роликов до температуры Тв=400°С, оптимальную скорость деформации для каждого этапа, исходя из диаметра заготовки, принимали:
V=7 м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм,
V=12 м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V=19 м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V=23 м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V=37 м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V=40 м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,8) мм,
V=45 м/мин для диаметра d = (от менее 1,8 до 1,6) мм.
После деформации проводилась окончательная полировка.
Проведение исследований. Проводились следующие виды исследования поволоки. Определялись механические свойства, исследовалась структура сплава. Исследования механических свойств проводилось на проволоке диаметром 1,6 мм, вырезанной из конца бухты, не имеющей обрыва на длине 8500 м. Полученная проволока подвергалась растяжению на разрывной машине INSTRON 5969. Длина образца проволоки для растяжения составляла 600 мм. Скорость растяжения проволоки составляла 10 мм/мин. Основные механические характеристики проволоки представлены в табл. 1. Исследование структуры (α+β)-титанового сплава проводили на образцах проволоки полученных после проведения всего цикла получения готового провода и пригодного для аддитивной технологии. На фиг. 1 представлена характерная структура сплава ВТ6 полученная на проволоке изготовленной на оптимальных режимах (Пример 1. Вариант 1), фиг. 2 представлена структура сплава ВТ6 полученная на проволоке которая порвалась (Пример 3. Вариант 5). Изображение получено на растровом электронном микроскопе модели MIRA3 TESCAN, напряжение 15 кВ, увеличение 5 kx., α - фаза титанового сплава темные области, β-фаза - светлые области. Результаты исследований представлены в табл. 1
Пример 2: Изготовление заготовки и проведение исследований проводили аналогично как в примере 1.
Вариант 2. Проволока изготавливалась волочением диаметром 1,6 мм. Изготовление проволоки проводили на режимах, при которых скорость волочения на диаметре 1,8 была ниже оптимальной. Остальные параметры процесса были оптимальными. Деформацию путем волочения проводили при нагреве заготовки до температуры 450°С, и при нагреве волок до температуры Тв=400°С, оптимальную скорость деформации для каждого этапа, исходя из диаметра заготовки, принимали:
V=7 м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм,
V=12 м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V=19 м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V=23 м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V=37 м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V=30 м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,8) мм,
V=45 м/мин для диаметра d = (от менее 1,8 до 1,6) мм.
После деформации проводилась окончательная полировка проволоки.
Произошел обрыв проволоки на диаметре 1,8 мм, концы были сварены. Результаты исследований представлены в табл. 1
Вариант 3. Проволока изготавливалась прокаткой диаметром 1,6 мм. Изготовление проволоки проводили на режиме, в которых скорость прокатки на диаметре 1,6 мм превышала предельные значения. Деформацию путем прокатки проводили при нагреве заготовки до температуры 450°С, и при нагреве роликов до температуры Тв=400°С, оптимальную скорость деформации для каждого этапа, исходя из диаметра заготовки, принимали:
V=7 м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм,
V=12 м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V=19 м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V=23 м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V=37 м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V=40 м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,8) мм,
V=65 м/мин для диаметра d = (от менее 1,8 до 1,6) мм.
После деформации проводилась окончательная полировка.
Произошел обрыв проволоки на диаметре 1,6 мм, концы были сварены. Результаты исследований представлены в табл. 1
Пример 3. Изготовление заготовки и проведение исследований проводили аналогично как в примере 1.
Вариант 4. Проволока изготавливалась волочением диаметром 1,6 мм. Изготовление проволоки проводили на режимах нагрева волок ниже оптимальных значений. Деформацию путем волочения проводили при нагреве заготовки до температуры 450°С, и при нагреве волок до температуры Тв=250°С, оптимальную скорость деформации для каждого этапа, исходя из диаметра заготовки, принимали:
V=7 м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) м,
V=12 м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V=19 м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V=23 м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V=37 м/мин для диаметра d d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V=40 м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,8) мм,
V=45 м/мин для диаметра d = (от менее 1,8 до 1,6) мм.
После деформации проводилась окончательная полировка.
Произошел обрыв проволоки на диаметре 3,0 мм, концы были сварены. Результаты исследований представлены в табл. 1
Вариант 5. Проволока изготавливалась прокаткой диаметром 1,6 мм. Изготовление проволоки проводили на режимах нагрева роликов превышающих предельные значения. Деформацию путем прокатки проводили при нагреве заготовки до температуры 450°С, и при нагреве роликов до температуры Тв=700°С, оптимальную скорость деформации для каждого этапа, исходя из диаметра заготовки, принимали:
V=7 м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм,
V=12 м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V=19 м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V=23 м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V=37 м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V=40 м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,8) мм,
V=45 м/мин для диаметра d = (от менее 1,8 до 1,6) мм.
После деформации проводилась окончательная полировка.
Произошел обрыв проволоки на диаметре 2,0 мм, концы были сварены. Результаты исследований представлены в табл. 1
Результаты исследований представлены в табл. 1
Представленные в таблице 1 данные показывают, что предлагаемый способ изготовления проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии позволяет получить проволоку, имеющую повышенные прочностные и пластические свойства, с однородной, мелкозернистой структурой, длиной проволоки на менее 8500 мм одним куском без сварных соединений. Следует также отметить, что:
- нагрев волок или роликов при волочении или прокатке до температуры Тв=(300-650)°С, является одним из факторов определяющих качество титановой проволоки для аддитивной технологии, позволяет получить процесс волочения или прокатки без обрыва проволоки;
- увеличение скорости волочения или прокатки с уменьшением диаметра получения проволоки позволяет получить мелкозернистую структура сплава обладающую высокой прочностью и пластичностью.
Таким образом, предлагаемый способ получения проволоки из (α+β)-титанового сплава позволяет произвести проволоку без сваривания отдельных кусков, обладающую стабильно высоким уровнем прочности и пластичности по всей длине, что является одним из главных условий для проволоки используемой в аддитивной технологии.
Claims (9)
1. Способ изготовления проволоки из (α+β)-титановых сплавов для аддитивных технологий, включающий нагрев заготовки и деформацию заготовки путем волочения или прокатки в несколько проходов, отличающийся тем, что деформацию заготовки путем волочения или прокатки проводят при нагреве волок или роликов (Тв) до температуры Тв=(300-650)°С, а скорость деформации (V) заготовки выбирают на каждом проходе в зависимости от диаметра (d) заготовки:
V = (2-10) м/мин для диаметра d = (от 8,0 до 7,0) мм,
V = (10-15) м/мин для диаметра d = (от менее 7,0 до 5,0) мм,
V = (15-20) м/мин для диаметра d = (от менее 5,0 до 4,0) мм,
V = (20-30) м/мин для диаметра d = (от менее 4,0 до 3,0) мм,
V = (30-40) м/мин для диаметра d = (от менее 3,0 до 2,0) мм,
V = (40-60) м/мин для диаметра d = (от менее 2,0 до 1,6) мм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают проволоку из титанового сплава, содержащего, мас. %: алюминий 5,50-6,76, ванадий 3,50-4,40, железо ≤0,22, углерод ≤0,05, кислород 0,14-0,18, азот ≤0,03, водород ≤0,015 и титан - остальное.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проволока имеет допуск на диаметр -0,05/+0,01 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017105294A RU2682071C1 (ru) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017105294A RU2682071C1 (ru) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682071C1 true RU2682071C1 (ru) | 2019-03-14 |
Family
ID=65806060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017105294A RU2682071C1 (ru) | 2017-02-17 | 2017-02-17 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682071C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796651C1 (ru) * | 2022-10-26 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Способ изготовления проволоки малого диаметра из титана и сплавов на его основе |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231150A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-15 | Kobe Steel Ltd | Ｔｉ合金線材の製造方法 |
| SU1520717A1 (ru) * | 1987-09-21 | 2001-09-20 | Б.А. Никифоров | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
| SU1482009A1 (ru) * | 1987-08-03 | 2001-09-20 | Б.А. Никифоров | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
| RU2460825C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения высокопрочной проволоки из сплава на основе титана конструкционного назначения |
| US20160138149A1 (en) * | 2010-07-19 | 2016-05-19 | Ati Properties, Inc. | Processing of alpha/beta titanium alloys |
-
2017
- 2017-02-17 RU RU2017105294A patent/RU2682071C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231150A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-15 | Kobe Steel Ltd | Ｔｉ合金線材の製造方法 |
| SU1482009A1 (ru) * | 1987-08-03 | 2001-09-20 | Б.А. Никифоров | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
| SU1520717A1 (ru) * | 1987-09-21 | 2001-09-20 | Б.А. Никифоров | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
| US20160138149A1 (en) * | 2010-07-19 | 2016-05-19 | Ati Properties, Inc. | Processing of alpha/beta titanium alloys |
| RU2460825C1 (ru) * | 2011-10-07 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ получения высокопрочной проволоки из сплава на основе титана конструкционного назначения |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796651C1 (ru) * | 2022-10-26 | 2023-05-29 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Способ изготовления проволоки малого диаметра из титана и сплавов на его основе |
| RU2796651C9 (ru) * | 2022-10-26 | 2023-10-04 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Способ изготовления проволоки из титана и сплавов на его основе |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6176425B1 (ja) | α＋β型チタン合金押出形材 | |
| CHAO et al. | Working hardening behaviors of severely cold deformed and fine-grained AZ31 Mg alloys at room temperature | |
| RU2681040C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ | |
| Yang et al. | Effect of power spinning and heat treatment on microstructure evolution and mechanical properties of duplex low-cost titanium alloy | |
| RU2655482C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ И КОНТРОЛЕМ ПРОЦЕССА МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ | |
| RU2682071C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - | |
| RU2682069C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)- | |
| RU2681038C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ | |
| RU2751067C2 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ | |
| RU2690264C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С УДАЛЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ | |
| RU2751068C2 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ | |
| RU2751066C2 (ru) | Способ изготовления проволоки из (α+β)-титанового сплава для аддитивной технологии | |
| RU2690905C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С КОНТРОЛЕМ ДОПУСКА ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ ДЕФОРМАЦИИ | |
| JP6673123B2 (ja) | α＋β型チタン合金熱間押出形材およびその製造方法 | |
| RU2751070C2 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ | |
| RU2690262C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (a+b)- ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ | |
| RU2690869C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВОМ И С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ ДЕФОРМАЦИИ | |
| RU2445399C1 (ru) | Способ изготовления плоского профиля из гафния | |
| RU2690263C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β) - ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С ВЫСОКОЙ СКОРОСТЬЮ И СТЕПЕНЬЮ ДЕФОРМАЦИИ | |
| RU2691815C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛЯ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ С КОНТРОЛЕМ ПОЛЯ ДОПУСКА ТЕМПЕРАТУРЫ ДЕФОРМАЦИИ | |
| RU2750872C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ИЗ (α+β)-ТИТАНОВОГО СПЛАВА ДЛИНОЙ МЕНЕЕ 8500 м ДЛЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ | |
| RU2635650C1 (ru) | Способ термомеханической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов, легированных редкими и редкоземельными металлами | |
| JPS60121220A (ja) | 冷間鍛造性にすぐれた熱間圧延線材棒鋼の製造方法 | |
| Manaka et al. | Microstructural evolution in Al-Zn eutectoid alloy by hot-rolling | |
| RU2318913C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190218 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200626 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220316 Effective date: 20220316 |