一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113579133A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202010365309.6(22)申请日2020.04.30(71)申请人宝武特种冶金有限公司地址200940上海市宝山区水产路1269号216幢1277室(72)发明人范永革丁晨朱峰许正芳(74)专利代理机构上海开祺知识产权代理有限公司31114代理人竺明(51)Int.Cl.B21J5/00(2006.01)B21J1/06(2006.01)C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法(57)摘要一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法，包括如下步骤：1)预热；2)热处理，将室温下的钛合金锻坯放入已预热的加热炉中保温，保温时间为D/3+(30～50)min，其中D为锻坯横截面直径或内切圆直径，单位mm；3)拔长；4)成型，其中通过控制热处理时间，使钛合金锻坯截面上温度分布特征为边缘温度高而中心温度低，一方面可以控制锻造过程中锻坯心部区域温度控制在相变点以下，防止心部区域组织变差；另一方面可以使锻造过程中锻坯横截面产生均匀的金属流动，从而使获得的锻材横截面组织更加均匀，本发明所述方法在减少锻造火次的情况下获得了与多火次锻造相同的结果，有效缩短了工艺路线，减少中间消耗，降低了生产成本。CN113579133ACN113579133A权利要求书1/1页1.一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法，包括如下步骤：1)预热将加热炉预热到工艺温度，所述工艺温度为920～970℃；2)热处理将室温下的钛合金锻坯放入已预热的加热炉中保温，保温时间为D/3+(30～50)min，其中D为锻坯横截面直径或内切圆直径，单位mm；3)拔长将钛合金锻坯转移到液压机，沿钛合金锻坯长度方向进行拔长，之后将钛合金锻坯绕轴向旋转，再沿钛合金锻坯长度方向进行拔长；其中，每锤进坯量为砧宽的1/3～1/2，每锤压下量为5～25％；4)成型重复拔长，获得钛合金锻坯横截面尺寸符合工艺要求的锻材。2.如权利要求1所述的钛合金组织均匀控制的自由锻造方法，其特征是，所述步骤2)中钛合金锻坯转移到液压机的时间间隔≤50s。3.如权利要求1所述的钛合金组织均匀控制的自由锻造方法，其特征是，所述步骤3)中钛合金锻坯绕轴向旋转角度为90°。2CN113579133A说明书1/4页一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法技术领域[0001]本发明涉及金属塑性加工技术领域，特别涉及一种钛合金组织均匀控制的自由锻造方法。背景技术[0002]钛合金的性能除了取决于成分以外，对组织的依赖性也非常强。由于受材料性能的限制，钛合金通常采用锻造的方法生产成锻坯，再根据产品形态，将锻造后的锻坯深加工成棒材、线材、丝材、板材、管材以及锻件等产品。因此，锻坯的组织对最终材料性能有重要的影响，尤其是双相钛合金，如TC4、TC18等，其最终性能取决于材料的组织状态和组织的均匀性。[0003]目前锻造钛合金的方法主要是气锤自由锻或油压机快锻，气锤自由锻由于锤击速度快，不利于低塑性的钛合金材料成型，通常用于需要压力很大的大型锻件和棒材，对于普通规格的钛合金锻坯采用油压机进行快锻。受快锻过程中变形形式、工具条件、加热等因素的影响，材料横截面的变形很不均匀，与工具接触部分由于散热、摩擦等条件的限制，很容易出现变形死区，因而在压下过程中，在金属内部较深的区域产生的变形较大，甚至变形集中在心部区域，这样形成了心部变形量大、温度高；而靠近边部的金属变形量小、温降较大这种心部和边部组织不均匀的特征。为了改善这样的组织特征，需要经过多火次的反复镦粗和拔长锻造来实现组织均匀化。[0004]在钛合金组织均匀化方面，中国专利CN105803365A公布了一种提高TC4钛合金组织均匀性的方法，采用在单相区和双相区锻造以及快冷等相结合的方法，最终通过控制坯料旋转角度，以获得截面为八边形的钛合金坯料，从而使整体坯料上各处的晶粒得到充分破碎，达到最终均匀一致的效果。[0005]中国专利201711312290.3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。[0006]中国专利201510920893.6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”与“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。[0007]中国专利201310540276.4公布了一种TC17钛合金大规格棒材自由锻造方法，采用多火次锻造，火次温度控制采用“高-低-高-低-高-低”的温度控制策略，并