[发明专利]一种钛合金棒材的拔长方法

说明书

一种钛合金棒材的拔长方法，将坯料一个面上的压下分为两次，一次是采用上/下凸V型砧将坯料从头至尾压下一次，紧接着在该面上采用上下平砧从头至尾再按规定坯料截面厚度尺寸进行拔长，上述两次压下锻拔后，进行坯料翻转，再次重复上述步骤锻拔，反复多次后将坯料截面厚度锻至工艺要求厚度。本发明能减小变形死区体积，消除变形死区，使拔长过程中金属获得均匀的变形，使坯料在一次拔长过程中能提高再结晶晶粒的百分数，且本发明能减小坯料宽展，使坯料变形量能得到精确控制，另外本发明能减少坯料拔长火次，缩短生产周期，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及金属冶金行业的金属塑性加工技术领域，尤其涉及一种应用于钛合金棒材自由锻造时的变形控制的方法。

背景技术

目前，在金属冶金领域的钛合金自由锻造时经常会出现变形死区，而这种变形死区一直是钛合金棒材自由锻造加工的一个难题，常规自由锻造时，由于死区的存在，会使得该区域金属的变形量小，而为了在坯料的全部区域都获得动态再结晶或静态再结晶组织，只能采用多火次反复镦拔，使得在棒材内部各区域的组织都能获得再结晶细化晶粒，并使组织均匀化。

而产生上述问题的主要问题在于现有技术下的常规自由锻造采用的工具是上、下平砧，该砧与坯料接触面积比较大，由于砧的温度较低，使与砧接触部分强烈散热，使得该区域金属的变形抗力增大，再加上砧与变形金属表面的摩擦作用，使得在砧面与变形金属接触部分处于难变形状态，导致出现了金属变形“死区”，从而使得在压下截面上出现了心部变形大而边部变形小的不均匀形态。

为了使得边部“死区”部分金属也能通过变形产生再结晶，只有再次墩粗后进行拔长，这样反复进行多次镦拔，使边部原“死区”部分的金属也产生再结晶，使棒材总体晶粒细化，并获得均匀的组织。但这种解决方法使得生产流程变长，对有些对性能要求高的钛合金棒材需要经过十多火次的反复镦拔，生产成本高，生产周期长，金属收得率低。

为了实现自由锻拔长变形均匀化，申请号(201711312290.3)专利公布了一种钛合金棒坯拔长的锻造方法，通过控制送进量来控制拔长后棒坯长度方向上的变形均匀性。

申请号(201510920893.6)专利公布了一种钛合金变温控速锻造方法，通过“高温、高速、大变形”以及“低温、低速、小变形”相结合的变形制度，确保每火次变形时坯料均能产生动态再结晶，实现棒料横截面上边部、心部以及各方向上的变形均匀性，从而获得均匀的组织。

申请号200510025143.9和201110072806.8分别公布了采用凹V型砧拔长大型高铬钢冷轧辊辊坯和含锰不锈钢锭的锻造方法，通过凹V型砧拔长，使铸锭的心部得到较大的压应力，使疏松的心部组织得到压缩致密，改善辊坯的内部质量。

申请号201310209558.6公布了采用凹V型砧锻造厚壁钛合金管材的方法，避免了反复碾压易形成管材表面的凹坑、折叠、微裂纹等缺陷。

申请号201510223112.8公布了采用凸V形砧错位一定的距离，锻造形成曲轴的曲拐的方法，其金属流线连续无扭折，锻件质量得到改善。

申请号201510404241.7和201220292906.1公布了采用下凹上平的拔长砧，实现了轴类锻件锻造，限制了金属的横向流动，增大了纵向流动量，从而改善心部组织，使锻件的晶粒度级差达到1级以内。

申请号201420656786.8和201620914282.0分别公布了一种凹V型砧的结构，方便工具的使用，提高了工具的使用寿命。

而从上述专利检索的情况来看，其公布的V形砧结构都为凹V形，目的基本是使变形金属受到横向变形限制，使心部产品较大的静水压力，其目的是为了改善坯料的心部组织，而使用凸V形砧，并使V形砧错位布置，实现曲轴上曲拐部分良好成型，并使组织得到改善，都无法解决锻造过程中的死区问题。

发明内容