[发明专利]一种提高钛合金棒材成材率的锻造方法

说明书

一种提高钛合金棒材成材率的锻造方法，将化学成份满足要求的TB6钛合金铸锭进行镦拔锻造，先镦后拔，镦粗时匀速下压，然后在相变点以上温度加热，进行多火次镦拔锻造，得到方坯；将方坯在相变点以下温度进行加热后进行多火次镦拔锻造后得到方坯；将方坯在相变点以下锻造成所需规格的TB6钛合金棒材。本发明通过控制中间火次锻造时的加热温度，同时相变点以上温度加热时下压速率控制在25～30mm/s，相变点以下温度加热时下压速率控制在20～25mm/s，可有效降低表面折叠及裂纹的产生，减少了锻后的打磨次数，可使TB6钛合金棒材成材率提高2％以上，同时缩短了产品的制造周期，降低了成本。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及提高钛合金棒材成材率的锻造方法。

背景技术

TB6钛合金名义成分是Ti-10V-2Fe-3Al(质量分数，wt％)，属于β型钛合金。该合金具有良好的比强度高、断裂韧性好、锻造度低、淬透性好和抗应力腐蚀能力，通过热处理可获得4％～10％延伸率、1100～1400MPa的强度，满足损伤容限设计的需要和高结构效益、高可靠性及低制造成本的要求，适合于制造高强度的钛锻件。

为了满足GJB1538A中TB6钛合金棒材性能指标要求，一般采取多火次锻造，且中间火次至成品锻造温度基本控制在相变点以下温度进行，已获得晶粒细小的组织。但温度低后，在镦粗过程中易形成折叠、裂纹等，锻造后一般采用打磨方式去除，然后再进行下一火锻造，如此反复进行。每一火锻造后进行打磨，造成材料成材率较低、生产周期加长、生产成本也高。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高钛合金棒材成材率的锻造方法，解决传统TB6钛合金锻造工艺打磨次数多的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种提高钛合金棒材成材率的锻造方法，包括以下步骤：

1)坯料准备

将化学成份满足GB/T3620.1的要求的TB6钛合金铸锭作为坯料；

2)开坯锻造

将坯料在1150℃～1170℃下进行镦拔锻造，先镦后拔，镦粗时匀速下压；

3)相变点以上锻造

将步骤2)得到的锻坯在相变点以上温度加热，进行多火次镦拔锻造，得到方坯；其中，镦粗时以25～30mm/s的速率匀速下压；

4)相变点以下锻造

将步骤3)锻造后的方坯在相变点以下温度进行加热后进行多火次镦拔锻造后得到方坯；其中，镦粗时以20～25mm/s的速率匀速下压；

5)成品锻造

将步骤4)制备的方坯在相变点以下锻造成所需规格的TB6钛合金棒材。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，先在800℃～850℃预热1h后升温至1150℃～1170℃。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，升至1150℃～1170℃的时间为100min。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，下压的速率为25～30mm/s；终锻温度≥800℃，锻后水冷。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，镦拔锻造的具体过程为：加热温度为850℃～950℃，终锻温度≥700℃，锻后水冷。

本发明进一步的改进在于，步骤4)中，加热温度为760℃～780℃，镦粗时镦至一半时停留5～10s再继续镦，终锻温度≥650℃，锻后水冷。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，锻造的具体条件为：加热温度750℃～760℃，终锻温度≥600℃，锻后空冷。