一种大口径钛厚壁管材的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种大口径钛厚壁管材的制造方法，本制造方法，按以下步骤进行：1、将加工好的钛铸锭放入炉内加热至950--1150℃的温度，在自由锻油压机上，按照一定比例进行镦粗和拔长；2、重新放入炉内加热至900--1050℃的温度加热，进行冲孔；3、预热模具，涂上润滑剂，将坯料加热到920--1050℃，按照比例用V型砧拔长；4、放入炉内加热，用摔子拔长，同时进行成型和滚圆；本发明仅通过控制冲孔工艺及拔长工艺，使钛及钛合金厚壁管避免在传统的挤压+轧制过程中，反复碾压易形成的管材表面凹坑、折皱、微裂纹等缺陷。可制造多种规格的大型钛管材，提高管材的成品率。
【专利说明】一种大口径钛厚壁管材的制造方法
一、【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大口径钛厚壁管材的制造方法，属于有色金属的材料加工。
二、【背景技术】
[0002]随着国家现代工业的飞跃发展，现代化工设备及压力容器向大规模，大尺寸，大吨位发展，因此对管材的尺寸规格越来越高，特别是对耐蚀性能提出了更高的要求。钛及钛合金管材因耐蚀性好、强度高、无磁性、线膨胀系数小等优点，国内外已被广泛应用于各种设备上的压力容器。通常普通管路系统用的钛及钛合金管材尺寸较小，而化工设备上用的钛管材尺寸较大(直径约为200?700mm)，表面质量要求高。大口径钛管材加工流程长、损耗大且管材内表面质量不易控制等因素，导致大型化工设备用大口径钛厚壁管材的成品率极低。
[0003]传统的大口径钛管加工工艺主要有三种工艺:
[0004]一种是采用轧制+热扩的方法，即先制造一个管坯，再用热扩的方法扩大直径。加工时管材内外表面沿轧制方向均受滚动摩擦力作用，轧制过程中反复咬合加剧了材料与模具之间的粘模程度，反复碾压易导致管材表面产生凹坑、折皱等缺陷，
[0005]另一种是采用棒材机加的方法。机加费用高，且原料利用率低，管材的性能由棒材来保证，对于大直径棒材保证性能是一个难题。
[0006]第三种V型砧拔长是锻造钢筒体及厚壁管材的有效方法，拔长时管材表面受表面层三向压应力变形有利于成型。V型砧用于筒形件的锻造在钢铁企业已应用多年。这种方法内外的表面公差尺寸较大，用V型砧来锻造钛的筒形件成本必然高。
三、
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种大口径钛厚壁管材的制造方法。
[0008]本发明采用的技术方案是:采用锻造开坯+冲孔+修磨+V型砧拔长+摔子拔长；本发明按以下步骤进行:
[0009](I)、将加工好的钛铸锭放入炉内加热至950—1150°C的温度，保温时间0.5—1小时，在自由锻油压机上，然后按照0.3—0.4的比例进行镦粗和拔长；
[0010](2)、重新放入炉内加热至900--1050°C的温度加热，进行冲孔；
[0011](3)、预热模具200—300°C，涂上润滑剂，将坯料加热到900—1050°C，进行拔长；V型砧拔长砧宽比在0.5-1.0之间，芯棒的直径与管材的内径间隙为10-20mm ；
[0012](4)、放入炉内加热至840--960°C的温度加热后，用摔子拔长滚圆；距离成品长度400—500mm，停止锻造，进行严格修磨；
[0013](5)、成品加工:加热840—960°C的温度，用摔子拔长滚圆，成品达到尺寸要求后对棒坯退火，选用650750°C，保温2小时。
[0014]本制造方法生产的钛管材或钛合金管材的外径为160mm?800mm,壁厚为15---100 晕米。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本发明利用现有锻造设备操作简单，工序流程短。
[0017]2、本发明对常规开坯锻造后的棒材进行冲孔，V型砧拔长加摔子拔长，可使管材的壁厚达到较大的尺寸(壁厚达到15—100mm)，提高表面质量和成品率。
[0018]3、本发明相对常规轧制工艺减少除油、酸洗等一系列生产工序，减少污染。
[0019]下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0020]实施例一:纯钛成品管材Φ 340/Φ 260 X 3000 (mm)重量510公斤。
[0021]锻造尺寸:0 360/0 245\3100(臟)重量764公斤。
[0022]本实施例的选用化学成份满足GB/T3620.1-2007标准要求的TA2铸锭，铸锭规格为Φ 580mm，自由锻为Φ 700 X 470mm的TA2坯料，重量810公斤。棒坯经对内外表面缺陷进行清理后，
[0023](I)、将清理干净内外表面缺陷的棒坯加热到900°C，在2000T快锻机上冲孔为Φ800/Φ260Χ400，重量 790 公斤；
[0024](2)、仔细修磨后，预热磨具到200--300°C，涂抹润滑剂，管坯加热900°C，进行V型砧拔长到 Φ 580/Φ 245 X 800 ；
[0025](3)、仔细修磨后，预热磨具到200—300°C，涂抹润滑剂，管坯加热900°C，进行V型砧(或400摔子)拔长至Ij Φ 400/Φ 245 X 2200，重量778公斤；
[0026](4)、仔细修磨后，预热磨具到200—300°C，涂抹润滑剂，管坯加热850°C，进行摔子拔长至Ij Φ360/Φ245Χ3100 ；
[0027](5)、成品管经650°C、保温2小时的热处理，转入机加工序。
[0028]实施例二:
[0029]TC4钛合金，成品管材Φ 340/Φ 260 X 3000 (mm)重量510公斤。
[0030]锻造尺寸:0 370/0 240父3100(臟)重量870公斤。
[0031]本实施例的选用化学成份满足GB/T3620.1-2007标准要求的TC4铸锭，铸锭规格为Φ 580mm，自由锻为Φ 700 X 540mm的坯料，重量930公斤。棒坯经对内外表面缺陷进行清理后，
[0032](I)、将清理干净内外表面缺陷的棒坯加热到1050°C，在2000T快锻机上冲孔为Φ800/Φ260Χ450，重量 910 公斤；
[0033](2)、仔细修磨后，预热磨具到200—300°C，涂抹润滑剂，管坯加热900°C，进行V型砧拔长到 Φ 600/Φ 240 X 800 ；
[0034](3)、仔细修磨后，预热磨具到200—300°C，涂抹润滑剂，管坯加热1050°C，进行V型砧拔长到Φ 500/Φ 240 X 1300 ；
[0035](4)、仔细修磨后，预热磨具到200—300°C，涂抹润滑剂，管坯加热1000°C，进行摔子拔长到 Φ 400/Φ 240 X 2500 ；
[0036](5)、仔细修磨后，预热磨具到200--300°C，涂抹润滑剂，管坯加热950°C，进行摔子拔长至Ij Φ370/Φ240Χ3100 ；
[0037](6)、成品管经750°C、保温2小时的热处理，转入机加工序。
【权利要求】
1.一种大口径钛厚壁管材的制造方法，按以下步骤进行: (1)、将加工好的钛铸锭放入炉内加热至950--1150°C的温度，保温时间0.5—1小时，在自由锻油压机上，然后按照0.3—0.4的比例进行镦粗和拔长； (2)、重新放入炉内加热至900—1050°C的温度加热，进行冲孔； (3)、预热模具200—300°C，涂上润滑剂，将坯料加热到900—1050°C，进行拔长；V型砧拔长砧宽比在0.5—1.0之间，芯棒的直径与管材的内径间隙为10—20mm ； (4)、放入炉内加热至840--960°C的温度加热后，用摔子拔长滚圆；距离成品长度400—500mm，停止锻造，进行严格修磨； (5)、成品加工:加热840--960°C的温度，用摔子拔长滚圆，成品达到尺寸要求后对棒坯退火，选用650750°C，保温2小时。
2.如权利要求1所述的一种大口径钛厚壁管材的制造方法，其特征在于:本制造方法生产的钛管材或钛合金管材的外径为160_?302mm,壁厚为15---100毫米。
【文档编号】B21K1/14GK104174807SQ201310209558
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】胡宗式, 邓长安, 牛敏嘉 申请人:咸阳天成钛业有限公司