一种近β型低成本钛合金壳体的挤压成形方法.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CN108465711A(43)申请公布日2018.08.31(21)申请号201810326610.9(22)申请日2018.04.12(71)申请人中国兵器工业第五九研究所地址400039重庆市九龙坡区渝州路33号(72)发明人康凤陈强赵祖德夏祥生赵强胡传凯(74)专利代理机构重庆弘旭专利代理有限责任公司50209代理人周韶红(51)Int.Cl.B21C23/00(2006.01)B21C31/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种近β型低成本钛合金壳体的挤压成形方法(57)摘要本发明公开了一种近β型低成本钛合金壳体的挤压成形方法。本发明首先是将钛合金预制坯料放入对电阻加热炉中加热至Tβ-20℃，保温1小时，接着将加热好的钛合金坯料放入挤压模具中，合模，采用专用的加热控温装置，对钛合金挤压过程进行变温控制，挤压完成后，取出制件，空冷，最终完成整个钛合金壳体的精密成形。应用本发明，可以避免钛合金挤压件在挤压时发生裂纹或内部β斑，外部质量和内部组织好，产品性能得到提高，工序简便，生产效率高。CN108465711ACN108465711A权利要求书1/1页1.一种近β型低成本钛合金壳体的挤压成形方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、备料将钛合金棒料车削为所需尺寸的预制坯料；步骤二、加热将步骤一获得的预制坯料放入在加热炉中加热至锻造温度Tβ-20℃，保温1小时；步骤三、壳体成形将加热好的预制坯料放入模具中，合模，对钛合金挤压过程进行变温控制，完成挤压成形后，放入空气中冷却，其中挤压成形过程的变温控制为三个阶段：挤压开始时，控温装置进行Tβ-20℃保温控制，挤压进行中，即整个挤压行程时间进行至1/4，控温装置以5℃/s进行降温控制，达到温度Tβ-30℃～Tβ-40℃时保温，挤压快结束时，即整个挤压行程时间的最后1/3，控温装置以5℃/s进行升温控制，达到温度Tβ-10℃时保温至挤压结束。2CN108465711A说明书1/3页一种近β型低成本钛合金壳体的挤压成形方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属挤压成形方法。背景技术[0002]钛合金作为一种强度高、质量小、耐蚀性极强的优质轻合金，已在航空航天、船舶等领域有了一定范围的应用。Ti12LC钛合金是我国自主开发的一种近β型低成本钛合金，采用了廉价的Fe-Mo中间合金代替昂贵合金元素V，该材料以其优越的强度和塑性，相对低廉的成本以及可加工性强，在各类航空结构件中有着广泛的应用。[0003]由于钛合金属于难变形材料，变形抗力大，塑性流动性差，常规锻造方法难以加工，近年来钛合金的先进精密挤压技术，常用等温挤压、近等温挤压以及准等温挤压几类成形工艺。对钛合金壳体这类有着较长挤压过程的构件，在挤压时，温度控制困难，温度较低时容易发生挤压裂纹（图2），温度过高又会导致构件内发生β斑（图3），组织粗大不均匀，性能降低。目前的等温、近等温、及准等温挤压都是以恒定的温度来保证合金的成形，无法在挤压过程中根据挤压状态调整温度，故而无法保证钛合金挤压件质量。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是：提供一种构件性能高、表面质量好、操作工艺简便的近β钛合金的挤压成形方法。[0005]为解决上述技术问题：本发明提出了一种近β型低成本钛合金壳体的挤压成形方法，包括如下步骤：步骤一、备料将钛合金棒料车削为所需尺寸的预制坯料；；步骤二、加热将步骤一获得的预制坯料放入在加热炉中加热至锻造温度Tβ-20℃，保温1小时；步骤三、壳体成形将加热好的预制坯料放入模具中，合模，对钛合金挤压过程进行变温控制，完成挤压成形后，放入空气中冷却，其中挤压成形过程的变温控制为三个阶段：挤压开始时，控温装置进行Tβ-20℃保温控制，挤压进行中，即整个挤压行程时间进行至1/4，控温装置以5℃/s进行降温控制，达到温度Tβ-30℃～Tβ-40℃时保温，挤压快结束时，即整个挤压行程时间的最后1/3，控温装置以5℃/s进行升温控制，达到温度Tβ-10℃时保温至挤压结束。[0006]进一步，所述步骤三中的成形设备应为四柱液压机或卧式挤压设备。[0007]本发明具有以下有益效果：1、由于钛合金壳体挤压行程长，本发明在钛合金的挤压过程中采用变温控制，可以避免传统挤压过程长，挤压末期温降导致表面挤压裂纹；另一方面避免在挤压过程中期，芯部挤压温度过高形成β斑，导致构件芯部性能下降。[0008]2、本发明采用的变温控制炉为电阻丝加热，热电偶控温，控温精度高，操作简便，3CN108465711A说明书2/3页效果好，成本低，易于工程化生产。附图说明[0009]图1为本发明具体实施例1中一种典型的钛合金壳体挤压示意图；图2为钛合金传统挤压成