[发明专利]一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛及钛合金加工领域，尤其涉及一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法。

背景技术

Ti-6Al-4V ELI（国内相似牌号TC4-DT）是中等强度（860MPa级别）损伤容限型钛合金，因其优良的加工性能和高损伤容限性能，满足了F-22飞机的大型整体主承力构件的制造需要，大大提高了钛合金在飞机上的用量，达到高减重的目的。因此，Ti-6Al-4V ELI钛合金在F-22战斗机中得到了大量的应用，每架F-22战斗机，机身需要消耗36吨钛材，美国计划到2011年，共生产278架F-22战斗机（以及配套的发动机），合计约需要消耗近1万吨优质钛材，而这些钛材的73%左右是Ti-6Al-4V ELI损伤容限型钛合金。然而目前在国内Ti-6Al-4V ELI钛合金大规格锻件生产方法中，为保证组织、性能均匀一致并符合高性能、组织要求需要反复镦拔锻造，而镦拔锻造是依靠人力夹持完成，受镦拔锻造操作方法限制使得国内Ti-6Al-4V ELI钛合金大规格锻件生产周期长，火次多，锻件单重小，质量一致性差，超声探伤级别低。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的是提供一种火次减少、生产周期短，批次质量一致性高的TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法。

本发明的技术方案是：一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法，其具体步骤如下：

（1）、开坯锻造：铸锭表面涂抗氧化涂层，在电阻炉加热到800℃时装炉，保温2-3小时，升温到1100-1150℃，保温120-240分钟后，出炉在快锻机上进行开坯锻造；

（2）、中间锻造：锻坯在电炉中在合金β相变点以上50℃的温度加热后，在快锻机上进行2-3火次的锻造，然后在β相变点以下30℃的温度进行加热，在快锻机上进行1-2火次的锻造，锻造比控制在1.4-1.9；

（3）、高低循环锻造：一火次β相变点以上20-50℃加热保温锻造和一火次β相变点以下30-50℃加热保温锻造，循环锻造2-3次，锻造比为1.4-1.9；

（4）、换向镦拔锻造：在β相变点以下30-50℃进行加热后锻造1-2火次，锻造比为1.4-1.9；

（5）、成型锻造：在β相变点以下30-50℃加热后进行1-2火次锻造成型，即得产品，锻造比为1.4-1.9。

本发明的优点是：本方法采用大型锻坯整体锻造，与现有的小规格坯料反复镦拔锻造技术比较，在镦拔变形坯料高径比的限制条件下，锻件的单重大幅提高，可达一吨以上；本方法根据金属压力加工中的变形规律，选择适宜的开锻和终锻温度，合理匹配工艺参数，在锻造过程中使金属在横向充分变形，增加锻透性，提高大规格锻件实际变形量和变形均匀性，从而获得变形充分、均匀一致的组织，并保证产品性能达到要求；本方法使得锻件生产过程实现全机械化操作，减少了人工操作的随意性，且锻造压力大，火次减少，批次质量一致性高，超声探伤级别高，生产周期大幅缩短。

附图说明

图1为实施例1中锻坯的低倍组织示意图。

图2为实施例1中锻坯的高倍组织示意图。

其中，a：边部位置   b：1/2R位置   c:中心位置。

具体实施方式

下面的实施例可更详细地说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1：本实施例中加工的材料为Ti-6Al-4V ELI钛合金铸锭，直径为Φ680mm，按本发明的方法，生产出150×1100×2100mm的厚板锻件。

（1）、开坯锻造：铸锭表面涂抗氧化涂层，在电阻炉加热到800℃时装炉，保温2小时，升温到1100℃，保温240分钟后，出炉在45KN快锻机上进行开坯锻造；

（2）、中间锻造：将锻坯放入电炉中在合金β相变点以上50℃的温度加热后，在45KN快锻机上进行3火次的锻造，然后在β相变点以下30℃的温度进行加热，在45KN快锻机上进行1火次的锻造，锻造比为1.6；

（3）、高低循环锻造：在电炉中分别依次在β相变点以上50℃、相变点以下30℃、相变点以上30℃、相变点以下40℃、相变点以上20℃和相变点以下50℃六个温度下加热后，在快锻机上进行3火次循环锻造，锻造比为1.8；

（4）、换向镦拔锻造：在β相变点以下30℃进行加热后换向镦拔锻造2火次，锻造比为1.6；

（5）、成型锻造：在β相变点以下30℃加热后进行1火次锻造成型，锻造比为1.6。

对实施例1的锻件性能、组织进行检测，结果如下:

(1)锻坯拉伸力学性能见下表