一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114603074A(43)申请公布日2022.06.10(21)申请号202210350915.XB21J5/06(2006.01)(22)申请日2022.04.02C22C14/00(2006.01)C22F1/18(2006.01)(71)申请人西部超导材料科技股份有限公司地址710018陕西省西安市西安经济技术开发区明光路12号(72)发明人刘向宏冯军王涛李少强王凯旋杨晶杜予晅张新全付杰何永胜崔林林李辉冯勇张平祥李波秦锋英(74)专利代理机构西安新动力知识产权代理事务所(普通合伙)61245专利代理师杨小亮(51)Int.Cl.B21J5/08(2006.01)B21J5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法(57)摘要本发明公开了一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，具体为：先开坯锻造；再经过三个阶段的方坯锻造；最后成形锻造；全程精准控制每步的变形量、温度和锻造比等参数。使用大快锻机组，确保足够的锻造压力和坯料的锻透性；通过多阶段的方坯锻造，降低了坯料的高径比，且有效消除锻造过程中产生的双鼓；设计合理的道次变形量来控制温升和减小变形死区；采用三维换向，解决中部锻透性问题；通过拔扁方，确保坯料的表层和心部组织均匀性，通过连续回炉，缩短加工流程和制备周期，通过双操联动操作，实现快送进、往复拔长，最终制备的钛合金锻坯高低倍组织均匀性良好、且经力学测试能够完全满足航空装备对高强韧性能的使用要求。CN114603074ACN114603074A权利要求书1/2页1.一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，所述TB18钛合金大规格锻坯的原料采用真空自耗电弧炉三次熔炼生产的5～7吨级TB18钛合金铸锭，所述铸锭化学成分质量百分比为：Al：3.7％～5.0％，Mo：4.7％～6.0％，V：4.5％～5.5％，Cr：4.5％～6.0％，Nb：0.5％～2.0％，其余为钛和不可避免的杂质元素，其特征在于，所述锻造方法包括以下步骤；步骤一、开坯锻造：对铸锭进行1火次开坯锻造，锻造方式为镦粗和拔长，锻后采用空冷；步骤二、方坯锻造：将经过步骤一开坯锻造后的坯料，加热至相变点以上进行3～5火次锻造，锻造方式为镦粗和拔长，锻后采用空冷，得到第一阶段方坯；将得到的第一阶段方坯进行1～3次“高低”再结晶循环加热，共进行6～9火次锻造，锻造方式为镦粗和拔长，锻后采用空冷，得到第二阶段方坯；将得到第二阶段方坯加热至相变点以下，共进行5～8火次锻造，锻造方式为拔长，最后1火次后采用空冷，得到第三阶段方坯；步骤三、成品锻造：将经过步骤二中间锻造的坯料，加热至相变点以下，共进行1～2火次锻造，锻后采用空冷，即得到TB18钛合金大规格锻坯。2.根据权利要求1所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤一中开坯锻造温度为相变点以上350℃～400℃，两镦两拔，锻造比控制在9.0～11.0之间，开坯锻造采用大变形量分道次精确控制变形，每道次变形量控制在15％～25％之间，用于控制温升和减小变形死区。3.根据权利要求1所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤二中在进行方坯锻造时采用三维换向，实现轴向和径向互换，用于改善组织各向异性。4.根据权利要求3所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤二在进行方坯锻造时采用连续回炉。5.根据权利要求4所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤二中在得到第一阶段方坯时，将加热温度设置在相变点以上250℃～300℃，且每火次锻造比控制在8.0～10.0之间。6.根据权利要求1所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤二中在得到第二阶段方坯时，将第一阶段方坯进行2火次相变点以上30℃～150℃的加热，1火次相变点以下30℃～70℃的加热，循环锻造2～3次；其中，相变点以上火次均为两镦两拔、且每火次锻造比控制在8.0～10.0之间，相变点以下火次均为一镦一拔、且每火次锻造比控制在3.0～5.0之间。7.根据权利要求1所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤二中在得到第三阶段方坯时，将第二阶段方坯加热至相变点以下30℃～70℃，且每火次锻造比在1.2～2.5之间。8.根据权利要求1所述的一种超高强韧TB18钛合金大规格锻坯的锻造方法，其特征在于，所述步骤三中成品锻造时，加热温度设定在相变点以下30℃～70℃，锻造方式为拔扁2CN114603074A权利要求书2/2页方，每火次锻造比控制在1