一种大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法.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CN106493187A(43)申请公布日2017.03.15(21)申请号201610958566.4(22)申请日2016.10.27(71)申请人南京宝泰特种材料股份有限公司地址211100江苏省南京市江宁开发区高湖路29号申请人安徽宝泰特种材料有限公司(72)发明人邓宁嘉王振中李贤泉马俊陈维忠潘云龙刘彦伟芮天安赵瑞晋许强姜鹏葛伟徐国俊杨辉(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.B21C37/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称一种大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法(57)摘要本发明涉及一种大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，用真空自耗电弧炉二次熔炼成铸锭；将铸锭述经二火次锻造成棒材；再扒皮加工；然后用三辊或两辊斜轧穿孔制成无缝管坯；经喷砂、酸洗、抛磨、切头等加工后直接获得成品无缝管；还包括喷砂、酸洗、抛磨等加工后的管坯进行拉拔扩径和冷轧等深加工步骤。对拉拔扩径后的管材依次进行润滑剂的清洗和再结晶真空退火处理；经冷轧得到性能更为优越的成品管材；将成品管材除油后进行真空退火处理，对管材酸洗处理得到大口径无缝管。采用本发明方法制造的大口径厚壁钛及其合金无缝管力学性能优异，用于石油、化工、海洋等行业的压力容器、工业管道、冷凝器、钻井等领域，满足防腐管材的需求。CN106493187ACN106493187A权利要求书1/2页1.一种大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：包括以下步骤：A、选用海绵钛，经过烘烤，用油压机将海绵钛压制成电极块，在真空焊箱内组焊电极；B、采用真空自耗电弧炉对海绵钛熔炼两次制备铸锭，控制铸锭中各元素的质量百分比含量，对二次铸锭进行剥皮处理；C、将步骤B制得的铸锭在温度为750℃～1050℃的条件下经二火次镦拔锻造得到钛或钛合金圆棒，控制每火次的铸锭变形量为30～80％；D、对钛或钛合金圆棒进行机械加工获得光滑匀称的棒材；E、用步骤D制得的棒材，采用感应炉或斜底电炉保温的加热工艺手段，通过光学测温仪器控制加热温度，确保棒材加热均匀，控制棒材各部位温度相差在±10℃内；在温度为850℃～1050℃的条件下，用三辊或两辊斜轧穿孔制成φ80～520×8～60×2000～6000mm大口径管材；F、再将管坯用喷砂、酸洗、抛磨、机加工手段去除管坯内外表面氧化皮，从而得到成品管材。2.如权利要求1所述的大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：还包括深加工步骤：G、采用300～1000T拉拔机对步骤F制得的管坯进行多道次拉拔扩孔，拉拔前管坯内外表面涂润滑剂；每扩孔完一次，对扩孔后的管坯依次进行除油处理、再结晶真空退火处理、矫直，控制每道次管坯内径的扩径量与减壁量之比不大于1.2；对步骤F或拉拔扩孔后的管材进行除油处理和再结晶真空退火处理后，再采用冷轧机进行一到二次冷轧得到成品管材；H、将步骤F和G制得的成品管材进行真空退火处理，然后将经真空退火处理后的成品管材进行矫直；I、对步骤H制得的成品管材去毛刺、切头尾、定尺；J、将步骤I制得的管材置于温度为30～50℃的氢氟酸与硝酸的混合溶液中酸洗，或者经机加抛磨加工，制得大口径厚壁钛或钛合金无缝管材。3.如权利要求1所述的大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：步骤A中的海绵钛经过100～150℃烘烤，烘干海绵钛材潮气；步骤B中的熔炼真空度达到10-2Pa。4.如权利要求2所述的大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：步骤G中扩孔的道次加工率为20～40％。5.如权利要求1所述的大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：三辊或两辊斜轧穿孔工艺如下：(1)采用感应炉及电炉保温的高效加热工艺手段，通过光学测温仪器控制电炉加热温度，确保棒材加热均匀，控制棒材各部位温度相差在±10℃内；(2)调整好三辊或两辊斜轧穿孔机的推料装置中心线、轧制中心线和顶杆小车中推力轴承中心线，使三线尽可能在同一直线上；(3)顶头位置为前伸出轧辊压缩带30～100mm，顶头冷却水压力控制在0.3～0.8Mpa；(4)选用合适的顶头尺寸，同时调整顶头位置，保证荒管壁厚尺寸，控制轧制速度。2CN106493187A权利要求书2/2页6.如权利要求5所述的大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：轧制速度为0.30～0.55m/s。7.如权利要求1所述的大口径厚壁钛及其合金无缝管材的低成本制造方法，其特征在于：三辊或两辊穿孔机的调整参数选择如下：δ＝12～15％，δ0＝5～9％，α＝2～8°，其中，δ为管坯直径总压缩率，δ0为顶头前压缩率量，