一种高精度高强钛合金无缝管材的制备方法.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CN105568195A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510997652.1(22)申请日2015.12.25(71)申请人北京有色金属研究总院地址100088北京市西城区新街口外大街2号(72)发明人闫晓东于隆祥(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝(51)Int.Cl.C22F1/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高精度高强钛合金无缝管材的制备方法(57)摘要本发明公开了属于无缝管材的制造技术领域的一种高精度高强钛合金无缝管材的制备方法。采用“锻造—锻棒钻孔—冷轧”工艺路线，在快锻机上进行高强钛合金棒材的锻造，提高棒材综合质量；在高精度深孔钻机床上进行棒材机加工通孔，可以保证管坯的尺寸精度，特别是管坯的壁厚壁厚偏差≤公称壁厚的±1％；管坯通过进一步轧制和退火处理，不仅能提供所需的外形尺寸和表面质量优质的管材，改善组织性能；采用立式退火炉挂装热处理，有效避免热处理过程管材变形。本发明设备投资小、生产工艺简单、工人劳动强度大大降低、制品尺寸精度高及壁厚偏差小，可以生产具有中等管径、一定的长度和壁厚的高精度高强钛合金无缝管材，而且显著提高管材成品率高。CN105568195ACN105568195A权利要求书1/1页1.一种高精度高强钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，该方法是一种设备投资小、加工工序较少、壁厚偏差小、成品率较高的高精度高强钛合金无缝管材的制备方法；其步骤如下:(1)高强钛合金棒材的制备：将高强钛合金铸锭经过加热、锻造，得到高强钛合金棒材；(2)矫直：将步骤(1)所得高强钛合金棒材加热到580～620℃，采用管棒矫直机进行精整矫直；(3)高精度高强钛合金管坯的制备：将步骤(2)所得矫直后的高强钛合金棒材机加工成光棒，然后沿光棒的长度方向机加工通孔，得到高精度的高强钛合金管坯；(4)管材轧制及热处理：将步骤(3)所得高精度高强钛合金管坯在三辊轧管机上进行多道次冷轧加工，每轧制1～2道次进行热处理一次，最后一道次轧制需对管材内外径预留0.04～0.1mm的加工余量；(5)矫直：将步骤(4)所得高强钛合金管材经过矫直后供下一工序使用；(6)管材精修：对步骤(5)所得高强钛合金管材进行外壁抛磨及内壁绗磨加工得到成品管材，加工量根据成品以及步骤(4)所留加工余量控制。2.根据权利要求1所述高精度高强钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的锻造工艺在快锻机上进行，且锻造变形量为80％～98％。3.根据权利要求1所述高精度高强钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的机加工通孔是在高精度深孔钻机床上进行，经过车削钻孔的管坯壁厚偏差≤公称壁厚的±1％，这是获得壁厚偏差小的高精度管坯的关键。4.根据权利要求1所述高精度高强钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的冷轧加工是采用三辊周期式冷轧管机，以保证管材轧制精度；其冷轧加工的道次变形量为6％～15％，两次退火之间的累计变形量为8％～20％，从管坯到成品管材的总变形量为35％～80％。5.根据权利要求1所述高精度高强钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)的热处理包括中间退火及成品退火，均采用立式真空退火炉进行，并且真空度低于1.33×10-1Pa。6.根据权利要求1所述高精度高强钛合金无缝管材的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述的热处理为在780～800℃下保温90～120min，管材装炉方式采用立式挂装。2CN105568195A说明书1/4页一种高精度高强钛合金无缝管材的制备方法技术领域[0001]本发明属于无缝管材的制造技术领域，特别涉及一种高精度高强钛合金无缝管材的制备方法。背景技术[0002]高强钛合金无缝管材具有强度高、密度低、耐蚀性、耐热性好等特点，是航空、航天、石油、化工、船舶等领域关键部位的理想材料。但是由于高强钛合金的室温变形抗力大、加工硬化显著、冷变形易开裂，热加工过程容易发生氧化和吸氢，使得加工具有一定长度和壁厚而且具有优良力学性能的高精度高强钛合金管材具有相当难度。[0003]目前，制造高强钛合金无缝管材的方法有斜轧穿孔管坯轧制法和挤压管坯轧制法两种。(1)穿孔管坯轧制法：首先将钛合金铸锭锻造成棒材，棒材加热后送入两辊或三辊斜轧穿孔机穿成管坯，再将管坯经过多道次的轧制、退火和精整处理得到成品管材。该方法具有材料利用率高、工模具消耗少、生产效率高、成本低、管坯表面质量好等优点，但是由于斜轧穿孔制备的管坯容易产生明显的壁厚不均和偏心，而后续的轧制工艺对高强钛合金管材壁厚不均以及偏心的纠正能力有限，导致最终管材的尺寸精度，特