钛合金薄壁型材的挤压制备方法与流程

本发明涉及钛合金型材的制备技术领域，具体的，涉及一种钛合金薄壁型材的挤压制备方法。

背景技术

国内外钛合金型材产品均采用挤压+矫形工艺生产，目前，型材挤压时一个挤压模具只能挤出一支型材，一次挤压过程也仅可制备出一支型材，模具消耗大、利用率低，生产效率低、设备运行及人员成本高。

相关技术的钛合金型材制备技术，挤压模具消耗大、生产效率低、设备运行及人员成本高，生产周期长。因此，钛合金型材的制造成本较高、生产周期长。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种钛合金薄壁型材的挤压制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种钛合金薄壁型材的挤压制备方法，包括如下步骤：

步骤1，利用真空自耗电弧炉熔炼出tc4钛合金φ710mm铸锭，熔炼2次；对铸锭进行刨铣处理，测试相变点为970～1000℃；

步骤2，将步骤1的铸锭涂覆抗氧化防护涂层后，在天然气炉中加热后在2500吨快锻机上锻造成φ220×lmm的棒坯，在1180～1200℃下锻造2～3火次，(α+β)两相区锻造1～2火次，保证总变形量大于50％；

步骤3，将步骤2的棒坯，经机械加工得到ф216×350mm的光棒坯；

步骤4，利用酒精对步骤3制得的光棒坯进行清洗，置于电阻炉中，在250℃下烘干15分钟，取出后进行防氧化涂层处理；

步骤5，将步骤4得到的棒坯，在感应加热炉中加热至1000～1200℃进行加热，保温30min；

步骤6，对挤压筒、挤压模、挤压垫进行预热，所述挤压模为双模孔挤压模，预热温度300～500℃，然后利用润滑剂对挤压工具进行涂抹润滑处理；

步骤7，将步骤5加热后的棒坯快速转入挤压筒，转入时间小于1min，挤压速度120～300mm/s；

步骤8，将步骤7挤出的型材置于真空退火炉中进行退火处理；退火温度为680～760℃，保温时间1～3h，空冷；

步骤9，将步骤8热处理后的型材进行矫直处理，矫直压力矫直方式；

步骤10，将步骤9矫直后的型材进行表面处理，先喷砂，然后进行酸洗，制得钛合金型材。

优选的，所述挤压模的横截面的模孔结构为l形或t形，所述模孔的数量均为2个且对称分布于所述挤压模的轴心两侧,所述模孔的加工精度±0.1mm。

优选的，所述挤压模的材料采用3cr2w8v耐热模具钢。

优选的，所述润滑剂为石墨和二硫化钼。

优选的，采用压力矫直方式对型材进行矫直。

本发明实施例提供的钛合金薄壁型材的挤压制备方法，不仅实现了薄壁小截面型材在大吨位挤压机上的挤压制备，同时模具成本、人员成本、设备运行成本等大大降低；与传统工艺相比，本方法无需增加工序或特殊处理过程，可操作性强，可实现目前所有截面形状的钛合金型材的挤压。经过实际应用，该方法制备的型材尺寸精度高、表面质量好，外观形状等较好，很好地满足了钛合金型材的挤压生产。

附图说明

图1为实施例一所示的钛合金型材的截面图；

图2为实施例二所示的钛合金型材的截面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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制得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，实施例一为采用l形模孔的挤压模制备l形型材，且l形型材的壁厚为1.6mm，其具体制备方法，包括如下步骤：

步骤1，利用真空自耗电弧炉熔炼出tc4钛合金φ710mm铸锭，熔炼2次。对铸锭进行刨铣处理，测试相变点为990～1000℃；

步骤2，将步骤1的铸锭涂覆抗氧化防护涂层后，在天然气炉中加热后在2500吨快锻机上锻造成φ220×lmm的棒坯，在1200℃下锻造2～3火次，(α+β)两相区锻造1～2火次，保证总变形量大于50％；

步骤3，将步骤2的棒坯，经机械加工得到ф216×350mm的光棒坯；

步骤4，利用酒精对步骤3制得的光棒坯进行清洗，置于电阻炉中，在250℃下烘干15分钟，取出后进行防氧化涂层处理；

步骤5，将步骤4得到的棒坯，在感应加热炉中加热至1050～1200℃进行加热，保温30min；

步骤6，对挤压筒、挤压模、挤压垫进行预热，预热温度300～500℃，然后利用石墨和二硫化钼对挤压工具进行涂抹润滑处理；

步骤7，将步骤5加热后的棒坯快速转入挤压筒，转入时间小于1min，挤压速度120～300mm/s；

步骤8，将步骤7挤出的型材置于真空退火炉中进行退火处理；退火温度为700～760℃，保温时间1～3h，空冷；

步骤9，将步骤8热处理后的型材进行矫直处理；

步骤10，将步骤9矫直后的型材进行表面处理，先喷砂，然后进行酸洗，制得如图1所示的钛合金型材。

在本实施例中，所述挤压模为双模孔挤压模，所述挤压模的横截面的模孔结构为l形，所述l形模孔的数量均为2个且对称分布于所述挤压模的轴心两侧,所述模孔的加工精度±0.1mm。

所述挤压模的材料采用3cr2w8v耐热模具钢。

所述润滑剂为石墨和二硫化钼。

具体的，采用压力矫直方式对型材进行矫直。

实施例二

请参阅图2，实施例二为采用l形模孔的挤压模制备l形型材，且l形型材的一侧壁厚为1.6mm，另一侧壁厚2.1mm，其具体制备方法，包括如下步骤：

步骤1，利用真空自耗电弧炉熔炼出tc4钛合金φ710mm铸锭，熔炼2次；对铸锭进行刨铣处理，测试相变点为970～980℃；

步骤2，将步骤1的铸锭涂覆抗氧化防护涂层后，在天然气炉中加热后在2500吨快锻机上锻造成φ220×lmm的棒坯，在1180℃下锻造2～3火次，(α+β)两相区锻造1～2火次，保证总变形量大于50％；

步骤3，将步骤2的棒坯，经机械加工得到ф216×350mm的光棒坯；

步骤4，利用酒精对步骤3制得的光棒坯进行清洗，置于电阻炉中，在250℃下烘干15分钟，取出后进行防氧化涂层处理；

步骤5，将步骤4得到的棒坯，在感应加热炉中加热至1000～1150℃进行加热，保温30min；

步骤6，对挤压筒、挤压模、挤压垫进行预热，预热温度300～500℃，然后利用石墨和二硫化钼对挤压工具进行涂抹润滑处理；

步骤7，将步骤5加热后的棒坯快速转入挤压筒，转入时间小于1min，挤压速度120～300mm/s；

步骤8，将步骤7挤出的型材置于真空退火炉中进行退火处理。退火温度为680～740℃，保温时间1～3h，空冷；

步骤9，将步骤8热处理后的型材进行矫直处理；

步骤10，将步骤9矫直后的型材进行表面处理，先喷砂，然后进行酸洗，制得如图2所示的钛合金型材。

在本实施例中，所述挤压模为双模孔挤压模，所述挤压模的横截面的模孔结构为l形，所述l形模孔的数量均为2个且对称分布于所述挤压模的轴心两侧,所述模孔的加工精度±0.1mm。

实施例三

实施例三为采t形模孔的挤压模制备t形型材，其具体制备方法，包括如下步骤：

步骤1，利用真空自耗电弧炉熔炼出tc4钛合金φ710mm铸锭，熔炼2次。对铸锭进行刨铣处理，测试相变点为990～1000℃；

步骤2，将步骤1的铸锭涂覆抗氧化防护涂层后，在天然气炉中加热后在2500吨快锻机上锻造成φ220×lmm的棒坯，在1200℃下锻造2～3火次，(α+β)两相区锻造1～2火次，保证总变形量大于50％；

步骤3，将步骤2的棒坯，经机械加工得到ф216×350mm的光棒坯；

步骤4，利用酒精对步骤3制得的光棒坯进行清洗，置于电阻炉中，在250℃下烘干15分钟，取出后进行防氧化涂层处理；

步骤5，将步骤4得到的棒坯，在感应加热炉中加热至1050～1200℃进行加热，保温30min；

步骤6，对挤压筒、挤压模、挤压垫进行预热，预热温度300～500℃，然后利用石墨和二硫化钼对挤压工具进行涂抹润滑处理；

步骤7，将步骤5加热后的棒坯快速转入挤压筒，转入时间小于1min，挤压速度120～300mm/s；

步骤8，将步骤7挤出的型材置于真空退火炉中进行退火处理。退火温度为700～760℃，保温时间1～3h，空冷；

步骤9，将步骤8热处理后的型材进行矫直处理；

步骤10，将步骤9矫直后的型材进行表面处理，先喷砂，然后进行酸洗。

在本实施例中，所述挤压模为双模孔挤压模，所述挤压模的横截面的模孔结构为t形，所述t形模孔的数量均为2个且对称分布于所述挤压模的轴心两侧,所述模孔的加工精度±0.1mm。

本发明实施例提供的钛合金薄壁型材的挤压制备方法，不仅实现了薄壁小截面型材在大吨位挤压机上的挤压制备，同时模具成本、人员成本、设备运行成本等大大降低；与传统工艺相比，本方法无需增加工序或特殊处理过程，可操作性强，可实现目前所有截面形状的钛合金型材的挤压。经过实际应用，该方法制备的型材尺寸精度高、表面质量好，外观形状等较好，很好地满足了钛合金型材的挤压生产。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。