一种ZTA15钛合金的热处理方法.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CN108342670A(43)申请公布日2018.07.31(21)申请号201810110259.X(22)申请日2018.02.05(71)申请人洛阳双瑞精铸钛业有限公司地址471000河南省洛阳市洛阳市高新技术开发区滨河北路38号(72)发明人孙宏喆乔海滨贾国成刘茵琪(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人孙笑飞(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)C22F1/02(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ZTA15钛合金的热处理方法(57)摘要本发明属于钛合金铸造领域，具体涉及一种ZTA15钛合金的热处理方法。本发明将ZTA15钛合金放入真空罩式退火炉中，然后抽真空，真空度抽至0.133Pa以下；160～200min内加热升温至436～464℃，保温70～110min；向内加热罩充入氩气，使内加热罩气压达到90～150mbar；然后100～140min内加热升温至686～714℃，保温110～130min；带罩冷却至480～520℃，然后风冷至180～220℃，水冷至100～140℃，出炉。本发明采用阶梯升温热处理ZTA15钛合金，可以使钛合金受热更加均匀，减少因为加热引入的热应力，可以使铸件表面裂纹的数量大幅降低。CN108342670ACN108342670A权利要求书1/1页1.一种ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于包含如下步骤：(1)将ZTA15钛合金放入真空罩式退火炉中，然后抽真空，真空度抽至0.133Pa以下；(2)160～200min内加热升温至436～464℃，然后保温70～110min；(3)待步骤(2)中保温结束后，向内加热罩充入氩气，使内加热罩气压达到90～150mbar；(4)待内加热罩气压达到90～150mbar时，100～140min内加热升温至686～714℃，保温110～130min；(5)待步骤(4)中保温结束后，带罩冷却至480～520℃，然后风冷至180～220℃，再水冷至100～140℃，最后出炉。2.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述的ZTA15钛合金进行如下预处理：喷砂处理。3.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(2)中所述的加热升温为180min内升温至450℃。4.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(2)中所述的保温时间为90min。5.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(4)中所述的加热升温为120min内升温至700℃。6.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(4)中所述的保温时间为120min。7.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(5)中所述的冷却的降温速率为1.0℃/min。8.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(5)中所述的冷却为冷却至500℃。9.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(5)中所述的风冷为风冷至200℃。10.根据权利要求1所述的ZTA15钛合金的热处理方法，其特征在于：步骤(5)中所述的水冷为水冷至120℃。2CN108342670A说明书1/4页一种ZTA15钛合金的热处理方法技术领域[0001]本发明属于钛合金铸造领域，具体涉及一种ZTA15钛合金的热处理方法。背景技术[0002]ZTA15钛合金具有较高的强度、良好的热稳定性，目前主要用于飞机大型结构件及多种军工型号配套的铸件。ZTA15钛合金的名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，属于近α钛合金，可只进行退火热处理，目前采用的退火工艺为真空去应力退火，真空退火处理的ZTA15材料可以进一步消除成分偏析，降低铸件内部焊接残余应力，但由于ZTA15钛合金的热导率与传热系数比铝合金和钢低很多，在热处理的加热及冷却过程中，铸件的截面上会形成较大的温差，从而引入热应力，该热应力与焊接残余应力叠加后会形成过高的残余应力，导致铸件在退火过程中在焊点区域易形成裂纹。[0003]常规ZTA15钛合金铸件真空退火工艺见表1。[0004]表1ZTA15钛合金铸件退火处理制度[0005][0006]常规的热处理原理是炉壁加热装置通电后通过热辐射传导，钛合金铸件的加热为铸件两面受热，铸件中间部位靠两面受热部位的热传导加热，存在一定的温度梯度。常规热处理需要处理的ZTA15钛合金铸件，尤其是一些大型的圆筒类及异型结构的铸件在退火后会出现大量裂纹，造成研制过程返修成本大量增加，影响生产周期