[发明专利]一种钛及钛合金椭圆环材的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛及钛合金椭圆环材的制备方法，包括：制备钛及钛合金铸锭；对钛及钛合金铸锭分别按照相应的工艺在β相区开坯锻造和α+β两相区墩粗和拔长，得到Φ100mm～Φ600mm的棒坯，然后对该棒坯按照相应的工艺要求进行下料，并经过墩粗、冲孔和扩孔后得到钛及钛合金圆环坯料，然后利用钛及钛合金椭圆环材成型模具将钛及钛合金圆环坯料成型为钛及钛合金椭圆环材。本发明的制备方法工艺简单，通过自制的成型模具得到的椭圆环材的性能完全满足要求，同时，成型模具结构简单，易于制作，与锻造压力机配合可以实现中、小批量生产。

技术领域

本发明属于钛及钛合金制备加工技术领域，具体涉及一种钛及钛合金 椭圆环材的制备方法。

背景技术

钛及钛合金具有质量轻、比强度高和耐腐蚀性好等优点，广泛应用于 航空航天领域。但与传统的钢相比，钛及钛合金的导热性差，加工窗口窄， 工艺塑性较差，易在锻件的表面及边角处易产生裂纹，尤其是异形锻件对 锻造工艺和加工模具提出了更高的要求。

钛及钛合金圆形环材是一种常见的锻件，制备工艺很成熟。然而近年 来，随着新产品更新换代，结构设计亟需钛及钛合金椭圆环材，然而椭圆 环材的研制和应用很少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种钛及钛合金 椭圆环材的制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种钛及钛合金椭圆环材的制备方法，包括：

步骤1：采用真空自耗熔炼得到钛及钛合金铸锭；

步骤2：对所述钛及钛合金铸锭进行加热，使其内部组织处于β相区， 其中，加热温度为950～1200℃，保温时间为150～300min，然后出炉并进行 2～4火次开坯锻造，保证坯料β相区变形量达到50～85％，得到规格为 Φ300mm～Φ800mm的第一钛及钛合金棒坯；且从开炉门到将锭坯转移到锻 造机上的时间≤30s；变形速率为15～50mm/s；终锻温度为750～950℃；

步骤3：将所述第一钛及钛合金棒坯进行加热，使其内部组织处于α+β 两相区，其中，加热温度为800℃～980℃，保温时间为150～300min，然后出 炉并进行3～10火次镦粗和拔长，保证坯料α+β两相区变形量达到20～65％， 得到规格为Φ100mm～Φ600mm的第二钛及钛合金棒坯；且从开炉门到将锭 坯转移到锻造机上的时间≤10s；变形速率为10～40mm/s；终锻温度为 750～900℃；

步骤4：依据工艺要求的锻件重量对所述第二钛及钛合金棒坯进行下料， 并进行加热，加热温度为800～960℃，保温时间为180～300min，然后出炉并 进行1～3火次的镦粗变形，保证坯料的变形量达到40～80％，然后对坯料进 行1火次冲孔和1～3火次扩孔后得到钛及钛合金圆环坯料，且该过程中坯料 的变形量为25～60％；终锻温度为750～900℃；

步骤5：将所述钛及钛合金圆环坯料进行加热，加热温度为800～960℃， 保温时间为180～300min，然后利用椭圆环材成型模具进行成型，得到钛及 钛合金椭圆环材半成品；

步骤6：对所述钛及钛合金椭圆环材半成品进行热处理，加热温度为 600～800℃，保温时间为60～240min，出炉冷却后得到钛及钛合金椭圆环材 成品。

进一步地，所述椭圆环材成型模具包括：上模、下模以及芯模；其中，