[发明专利]一种TC16钛合金六方棒的冷轧制方法

说明书

本发明公开了一种TC16钛合金六方棒的冷轧制方法，包括选取满足要求的TC16棒坯；然后将该棒坯在两辊轧机进行较大变形量的延伸开坯轧制；其次精轧时采用四辊万能轧机首先通过1道次轧制，再经过120°立轧和六角孔型成前精确2道次轧制；最后成品轧制时再通过1道次小变形量四辊万能轧机轧制，即得到公差尺寸在±0.03mm以内的六方棒材；最终再经预矫直处理、切割下断、清洗风干、辊式精矫直、无损探伤检查、切除探伤盲区表面局部修磨即得到目标产品。本发明相较于现有技术可大幅减少原材料的浪费，且生产效率高，适合大规模生产，制得的产品具有组织均匀性好、性能可靠、稳定性高等优点，广泛应用于具有更高要求的航空航天领域。

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种TC16钛合金六方棒的冷轧制方法。

背景技术

TC16合金是一种马氏体型α+β两相高强钛合金，其名义成分为Ti-3AI-5Mo-4.5V，含有α稳定元素AI和同晶型β稳定元素Mo和V。该合金的β稳定系数稍高，Kβ＝0.8，具有良好的工艺塑性，既可进行热处理强化，又可以进行冷作硬化。因其具有良好的高塑性、高强度、高剪切强度及淬透性，同时抗疲劳和焊接性能好，对应力集中敏感性小等优点，且该合金经固溶时效处理或冷作硬化后强度可达1030MPa以上，因此是制造航天航空紧固件最理想的材料之一。

近年来，随着航天航空技术的高质量发展，不仅对TC16钛合金六方棒材内部组织性能提出均匀性、稳定性的要求，还对其外部提出了以下技术指标要求：仅允许三面尺寸偏差在±0.03mm以内；平直度偏差≯1mm/1m；扭转度≯2°/1m；同时不允许有表面缺陷。而现有技术通常采用以下几种方法制造：一是大批量生产采用多机架三辊连轧机进行生产，但规模生产的品种规格有限，尺寸精度差；二是采用机械加工的方法制造钛合金六方棒(如将棒材经车铣加工为六方)，导致原材料浪费大、生产效率低，生产成本高；三是小批量采用的生产方法：一种是热轧+拉拔，该方法要涂敷润滑剂，污染环境且不能保证表面质量；另一种是热轧+矫直+车削扒皮除去加工缺陷后冷轧，但生产效率低，轧制成本高。

有鉴于此，本发明人提出一种TC16钛合金六方棒的冷轧制方法，以解决现有加工方法存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种TC16钛合金六方棒的冷轧制方法，通过该冷轧制方法生产的TC16钛合金六方棒组织均匀性好、性能可靠、稳定性高，成品尺寸精度高且表面无缺陷，特别是三面尺寸偏差可控制在±0.03mm以内，解决了现有TC16六方棒生产规格受限精度不高，或污染环境表面质量差或原材料浪费大、成本高等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种TC16钛合金六方棒的冷轧制方法，所述冷轧制方法包括以下步骤：

步骤1、选取轧制棒坯：

选取组织性能符合国家标准GB/T3620规定的TC6钛合金棒坯，且要求所述棒坯应满足1/4大锻比的冷顶锻要求，所述棒坯的直径D＝(1.30～1.49)d，其中d为目标TC16钛合金六方棒的对边距尺寸；

步骤2、孔型轧制：

步骤2.1、开坯轧制：由两辊平轧和立轧孔型组成，通过3道次的变形使棒坯进行变形延伸，且单道次变形量ε＝8～18％，得到一个横截面近似六边形的中间棒材；

步骤2.2、精轧轧制：采用四辊万能轧机首先通过1道次轧制得到一个内凹六边形棒材，以抵消后续轧制材料反弹导致的成品棒材平面外凸缺陷，并使后续棒材的棱角更易充满，再经过120°立轧和六角孔型成前精确2道次轧制，其中，单道次变形量ε＝4～12％；

步骤2.3、成品轧制：再通过1道次四辊万能轧机轧，其道次变形量ε＝3～8％，得到公差尺寸在±0.03mm以内的TC16钛合金六方棒材；

步骤3、将步骤2得到六方棒材进行辊式预矫直处理；