[发明专利]用于精整经挤出的钛产品的改进方法

说明书

本公开内容涉及通过以下精整经挤出的钛合金工件的方法：生成经挤出的近净成形工件，将经挤出的近净成形工件冷却至低于β转变温度的冷却温度，然后在轧制温度下将经挤出的近净成形工件轧制一次或多次，以产生具有所需性质的最终成形工件。

背景技术

钛合金因其低密度(钢密度的60％)及其高强度而闻名。另外，钛合金可具有良好的耐腐蚀性。纯钛在室温下具有α(hcp)晶体结构。

发明内容

广泛地，本专利申请涉及经由联接热挤出和一个或多个轧制步骤的方法用于形成成形钛工件的改进方法。与常规钛材料相比，新的成形工件可实现改进的性质(例如，改进的强度；改进的各向同性性质)。

在一个实施例中，制造钛合金工件的方法可包括(a)将钛合金的铸锭或锻坯加热至高于其β转变温度的温度，以产生经加热的工件，(b)当经加热的工件高于β转变温度时，起始经加热的工件的挤出，从而生成经挤出的近净成形工件，(c)将经挤出的近净成形工件冷却至低于β转变温度的冷却温度，和(d)在轧制温度下，将经挤出的近净成形工件轧制一次或多次，以产生最终成形工件，其中所述轧制温度是低于合金的初熔温度并且与β转变温度的差在600°F(333℃)内的温度。在一些实施例中，钛合金是α-β合金，例如Ti-6Al-4V。在一些实施例中，可在任何挤出和/或轧制步骤之前或之后使用热处理，例如退火(例如，应力消除退火)和/或热处理，以促进最终成形工件的生产。

在一些实施例中，该方法还可包括在加热步骤(a)之后，在起始挤出步骤(b)之前用保护剂保护经加热的工件的表面。保护剂可为润滑剂或分型剂，并且在一些实施例中，保护剂可在轧制步骤(d)之前去除。

在冷却步骤(c)的一些实施例中，冷却温度可为室温。在一些实施例中，该方法还可包括，在冷却步骤(c)之后，在轧制步骤(d)之前清洁/制备近净成形工件，以去除任何保护剂。

在一些实施例中，轧制步骤(d)还可包括在0.1s^-1至100s^-1的应变速率下的轧制。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从1％到95％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从10％到90％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从20％到85％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从30％到80％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从40％到75％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从50％到70％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从55％到65％的相对减少来均匀地减少近净成形工件，从而得到最终成形工件。

在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从1％到95％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从10％到90％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从20％到85％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从30％到80％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从40％到75％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从50％到70％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。在一些实施例中，轧制步骤可包括通过从55％到65％的相对减少来减少近净成形工件的第一区段，从而得到其中第一区段减少的最终成形工件。