專利名稱：一種ta18航空鈦管的高精度加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈦合金管材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TA18航空鈦管的高精度加工方法。
背景技術(shù)：
TA18(Ti-3Al-2. 5V)合金是低合金化近α的α + β型鈦合金。它不僅具有良好的室溫、高溫機(jī)械性能和耐蝕性能，而且具有優(yōu)異的冷、熱加工工藝塑性、成型性和焊接性能。 因此它以優(yōu)異的綜合性能成為航空航天管路系統(tǒng)的首選材料。近年來(lái)，隨著我國(guó)航空航天工業(yè)的不斷發(fā)展，高性能ΤΑ18管材的需求越來(lái)越迫切。國(guó)內(nèi)七十年代中期開(kāi)始ΤΑ18合金進(jìn)行研究，目前國(guó)內(nèi)對(duì)強(qiáng)度級(jí)別620MPa的中強(qiáng)管材有較成熟的生產(chǎn)工藝。近年來(lái)，隨著航空工業(yè)的發(fā)展，中強(qiáng)級(jí)的TA18管材已不能滿足需求，對(duì)TA18管材的性能提出了更高強(qiáng)度的要求，要求抗拉強(qiáng)度大于等于862MPa，屈服強(qiáng)度大于等于724MPa ；而對(duì)于表面粗糙度和尺寸精度則提出了更高的要求管材外表面的粗糙度為Ra彡0. 8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為Ra彡1. 6 μ m ；管材的外徑及內(nèi)徑尺寸公差為 0. 05mm 0. 10mm，壁厚則要求彡0. 95t(t為名義壁厚)。這個(gè)要求是普通工業(yè)用管材ASTMB 338標(biāo)準(zhǔn)的2倍?？克苄宰冃渭庸さ牟牧系某叽缇燃氨砻娲植诙扰c材料的屈服強(qiáng)度密切相關(guān)，當(dāng)強(qiáng)度提高時(shí)，由于加工設(shè)備、模具彈性變形的影響，模具表面將會(huì)承受較大的接觸應(yīng)力，潤(rùn)滑條件更加惡化，管材的尺寸精度和表面粗糙度控制會(huì)有較大的困難。國(guó)內(nèi)目前對(duì)高強(qiáng)度 TA18管材的加工工藝尚處在研究中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種TA18航空鈦管的高精度加工方法。采用該方法加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度0.8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為Ra彡1. 6 μ m，外徑尺寸公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0. 04mm, 壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，滿足其在航天工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用要求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、對(duì)TA18管坯進(jìn)行矯直處理，使管坯的直線度為5mm/m 6mm/m ；步驟二、將氯化石蠟-52灌入步驟一中經(jīng)矯直處理后的管坯內(nèi)，旋轉(zhuǎn)管坯使得管坯內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，然后將第一芯棒裝入管坯內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min 內(nèi)將裝有第一芯棒的管坯送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的半成品管材；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為50L/min 80L/min ；所述第一芯棒的直徑比半成品管材的內(nèi)徑小0.2^-0.5%,且第一芯棒的第一定徑段Ll上距離第一芯棒端部20mm 80mm 的區(qū)域具有0. 004 0. 008的錐度；
步驟三、將步驟二中所述半成品管材中的第一芯棒取出，然后將氯化石蠟-52灌入半成品管材內(nèi)，旋轉(zhuǎn)半成品管材使得半成品管材內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，再將第二芯棒裝入半成品管材內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第二芯棒的半成品管材送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的管材；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為 50L/min 80L/min ；所述第二芯棒的直徑比管材的內(nèi)徑小0. 2% 0. 5%，且第二芯棒的第二定徑段L2上距離第二芯棒端部20mm 80mm的區(qū)域具有0. 004 0. 008的錐度；步驟四、重復(fù)步驟三1 8次，得到外徑公差不大于0.05mm，內(nèi)徑公差不大于 0. 04mm，壁厚公差不大于壁厚名義尺寸的5%的TA18航空鈦管。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，步驟一中所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空鈦管壁厚公差的1. 5倍。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，步驟二中所述第一芯棒的尺寸精度為IT5級(jí)或IT6級(jí)，第一芯棒的形位公差精度為IT4級(jí)或IT5級(jí)，第一芯棒的表面粗糙度 Ra ^ 0. 8 μ m,第一芯棒的硬度為58HRC 62HRC。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，步驟三中所述第二芯棒的尺寸精度為IT5級(jí)或IT6級(jí)，第二芯棒的形位公差精度為IT4級(jí)或IT5級(jí)，第二芯棒的表面粗糙度 Ra ^ 0. 8 μ m,第二芯棒的硬度為58HRC 62HRC。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，步驟二和步驟三中所述軋機(jī)的軋速均為40次/分鐘 60次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量均為2mm/次 4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段均具有0. 003 0. 005的斜度，軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度均為沿軋輥高度方向2mm 4mm。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，所述軋輥的尺寸精度均為IT5級(jí)或 IT6級(jí)，軋輥的形位公差精度均為IT4級(jí)或IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)或 IT6級(jí)，滑道的形位公差精度為IT4級(jí)或IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為 58HRC 62HRC。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，步驟二中所述軋機(jī)的選擇原則為 當(dāng)半成品管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)。上述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，步驟三中所述軋機(jī)的選擇原則為 當(dāng)管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明通過(guò)冷軋工藝實(shí)現(xiàn)，技術(shù)簡(jiǎn)單可行，成本較低。2、本發(fā)明主要通過(guò)控制模具的技術(shù)參數(shù)，即控制模具的尺寸精度、開(kāi)口尺寸、表面粗糙度來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)操作人員的要求較低，可操作性較高。3、本發(fā)明通過(guò)綜合控制模具的尺寸及開(kāi)口參數(shù)、軋機(jī)的規(guī)格行程、潤(rùn)滑劑的牌號(hào)流量、管坯的壁厚公差及軋制時(shí)的軋速、送進(jìn)量來(lái)達(dá)到所要求的管材的尺寸精度及表面粗糙度，生產(chǎn)出的管材尺寸穩(wěn)定，能夠使管材的任意一個(gè)截面都達(dá)到要求。
4、采用本發(fā)明方法加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度Ra彡0. 8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為Ra彡1. 6 μ m，外徑尺寸公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，滿足其在航天工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用要求。5、本發(fā)明適用于抗拉強(qiáng)度彡862MPa，屈服強(qiáng)度彡724MPa，高尺寸精度、低表面粗糙度的TA18航空鈦管的生產(chǎn)。下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明管坯與第一芯棒裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明半成品管材與第二芯棒裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-管坯；2-第一芯棒；3-半成品管材；4-第二芯棒。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1步驟一、對(duì)常規(guī)工藝制備的TA18管坯(外徑45mm，壁厚8mm)進(jìn)行矯直處理，使管坯的直線度為5mm/m ；本實(shí)施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空鈦管壁厚公差的1. 5倍；步驟二、將氯化石蠟-52灌入步驟一中經(jīng)矯直處理后的管坯1內(nèi)，旋轉(zhuǎn)管坯1使得管坯1內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，然后將第一芯棒2裝入管坯1內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52 后20min內(nèi)將裝有第一芯棒2的管坯1送入軋機(jī)中軋制成半成品管材3 (外徑32mm，壁厚 4. 5mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921 (山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為50L/min ；所述第一芯棒2的直徑89mm)比半成品管材3的內(nèi)徑小0. 5%， 且第一芯棒2的第一定徑段Ll上距離第一芯棒2端部20mm的區(qū)域具有0. 008的錐度；(管坯1與第一芯棒2裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示)；本實(shí)施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度為IT5級(jí)，第一芯棒2的形位公差精度為 IT4級(jí)，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為40次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為2mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 005的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向2mm ；所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IjM級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT4級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)半成品管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟三、將步驟二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后將氯化石蠟-52 灌入半成品管材3內(nèi)，旋轉(zhuǎn)半成品管材3使得半成品管材3內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，再將第二芯棒4裝入半成品管材3內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第二芯棒4的半成品管材3送入軋機(jī)中軋制成管材(外徑22mm，壁厚3mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921 (山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為50L/min ；所述第二芯棒4 的直徑(15.92mm)比管材的內(nèi)徑小0. 5%，且第二芯棒4的第二定徑段L2上距離第二芯棒 4端部20mm的區(qū)域具有0. 008的錐度；(半成品管材3與第二芯棒4裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示)；本實(shí)施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度為IT5級(jí)，第二芯棒4的形位公差精度為 IT4級(jí)，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為40次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為2mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 005的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向2mm ；所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IjM級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT4級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟四、重復(fù)步驟三8次，得到外徑公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名義尺寸的5%的TA18航空鈦管(外徑6mm，壁厚Imm)。本實(shí)施例加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra ( 1. 6 μ m，外徑尺寸公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，滿足航天工業(yè)領(lǐng)域?qū)A18鈦管的要求。實(shí)施例2步驟一、對(duì)常規(guī)工藝制備的TA18管坯(外徑25mm，壁厚3. 5mm)進(jìn)行矯直處理，使管坯的直線度為6mm/m ；本實(shí)施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空鈦管壁厚公差的1. 5倍；步驟二、將氯化石蠟-52灌入步驟一中經(jīng)矯直處理后的管坯1內(nèi)，旋轉(zhuǎn)管坯1使得管坯1內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，然后將第一芯棒2裝入管坯1內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52 后20min內(nèi)將裝有第一芯棒2的管坯1送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的半成品管材3 (外徑 22mm，壁厚2. 5mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921 (山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為80L/min ；所述第一芯棒2的直徑(16. 97mm)比半成品管材3的內(nèi)徑小0. 2%，且第一芯棒2的第一定徑段Ll上距離第一芯棒2端部80mm的區(qū)域具有0. 004的錐度；(管坯1與第一芯棒2裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示)；本實(shí)施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度為IT5級(jí)，第一芯棒2的形位公差精度為 IT5級(jí)，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為60次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 003的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向4mm;所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)半成品管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟三、將步驟二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后將氯化石蠟-52灌入半成品管材3內(nèi)，旋轉(zhuǎn)半成品管材3使得半成品管材3內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，再將第二芯棒4裝入半成品管材3內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第二芯棒4的半成品管材3送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的管材(外徑19mm，壁厚2mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921(山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9 的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為80L/min ；所述第二芯棒4的直徑(14.97mm)比管材的內(nèi)徑小0. 2%，且第二芯棒4的第二定徑段L2上距離第二芯棒4端部80mm的區(qū)域具有0. 004的錐度；(半成品管材3與第二芯棒4裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示)；本實(shí)施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度為IT5級(jí)，第二芯棒4的形位公差精度為 IT5級(jí)，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為60次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 003的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向4mm;所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟四、重復(fù)步驟三3次，得到外徑公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名義尺寸的5%的TA18航空鈦管(外徑12mm，壁厚Imm)。本實(shí)施例加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra ( 1. 6 μ m，外徑尺寸公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，滿足航天工業(yè)領(lǐng)域?qū)A18鈦管的要求。實(shí)施例3步驟一、對(duì)常規(guī)工藝制備的TA18管坯(外徑^mm,壁厚3. 5mm)進(jìn)行矯直處理，使管坯的直線度為5mm/m;本實(shí)施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空鈦管壁厚公差的1. 5倍；步驟二、將氯化石蠟-52灌入步驟一中經(jīng)矯直處理后的管坯1內(nèi)，旋轉(zhuǎn)管坯1使得管坯1內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，然后將第一芯棒2裝入管坯1內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52 后20min內(nèi)將裝有第一芯棒2的管坯1送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的半成品管材3 (外徑 25mm，壁厚3mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921 (山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為60L/min ；所述第一芯棒2的直徑(18. 95mm)比半成品管材3的內(nèi)徑小 0.3%,且第一芯棒2的第一定徑段Ll上距離第一芯棒2端部50mm的區(qū)域具有0. 006的錐度；(管坯1與第一芯棒2裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示)；本實(shí)施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度為IT6級(jí)，第一芯棒2的形位公差精度為 IT5級(jí)，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為50次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為3mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 004的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向3mm ；所述軋輥的尺寸精度為IT6級(jí)，軋輥的形位公差精度為IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT6級(jí)，滑道的形位公差精度為IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)半成品管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟三、將步驟二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后將氯化石蠟-52 灌入半成品管材3內(nèi)，旋轉(zhuǎn)半成品管材3使得半成品管材3內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，再將第二芯棒4裝入半成品管材內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第二芯棒4的半成品管材3送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的管材(外徑22mm，壁厚2. 5mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921(山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9 的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為70L/min ；所述第二芯棒4的直徑(16. 93mm)比管材的內(nèi)徑小0. 4%，且第二芯棒4的第二定徑段L2上距離第二芯棒4端部50mm的區(qū)域具有0. 006的錐度；(半成品管材3與第二芯棒4裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示)；本實(shí)施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度為IT5級(jí)，第二芯棒4的形位公差精度為 IT5級(jí)，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為60次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 003的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向4mm;所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟四、重復(fù)步驟三1次，得到外徑公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名義尺寸的5%的TA18航空鈦管(外徑20mm，壁厚1. 8mm)。本實(shí)施例加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra ( 1. 6 μ m，外徑尺寸公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，滿足航天工業(yè)領(lǐng)域?qū)A18鈦管的要求。實(shí)施例4步驟一、對(duì)常規(guī)工藝制備的TA18管坯(外徑18mm，壁厚2mm)進(jìn)行矯直處理，使管坯的直線度為6mm/m ；本實(shí)施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空鈦管壁厚公差的1. 5倍；步驟二、將氯化石蠟-52灌入步驟一中經(jīng)矯直處理后的管坯1內(nèi)，旋轉(zhuǎn)管坯1使得管坯1內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，然后將第一芯棒2裝入管坯1內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52 后20min內(nèi)將裝有第一芯棒2的管坯1送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的半成品管材3 (外徑 16mm，壁厚1. 5mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921 (山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為70L/min ；所述第一芯棒2的直徑(12. 95mm)比半成品管材3的內(nèi)徑小0. 4%，且第一芯棒2的第一定徑段Ll上距離第一芯棒2端部60mm的區(qū)域具有0. 005的錐度；(管坯1與第一芯棒2裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示)；本實(shí)施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度為IT5級(jí)，第一芯棒2的形位公差精度為 IT4級(jí)，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為40次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 005的斜度，軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向2mm ；所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)半成品管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟三、將步驟二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后將氯化石蠟-52 灌入半成品管材3內(nèi)，旋轉(zhuǎn)半成品管材3使得半成品管材3內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，再將第二芯棒4裝入半成品管材3內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第二芯棒4的半成品管材3送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的管材(外徑14mm，壁厚1. 2mm)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921(山東威海云清化工開(kāi)發(fā)院生產(chǎn))與46號(hào)機(jī)油按照1 9 的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為50L/min ；所述第二芯棒4的直徑(11.57mm)比管材的內(nèi)徑小0. 3%，且第二芯棒4的第二定徑段L2上距離第二芯棒4端部70mm的區(qū)域具有0. 005的錐度；(半成品管材3與第二芯棒4裝配的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示)；本實(shí)施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度為IT6級(jí)，第二芯棒4的形位公差精度為 IT5級(jí)，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的軋速為60次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量為4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段具有0. 005的斜度， 軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度為沿軋輥高度方向3mm ；所述軋輥的尺寸精度為IT5級(jí)，軋輥的形位公差精度為IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)，滑道的形位公差精度為IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC ；所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)；步驟四、重復(fù)步驟三4次，得到外徑公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名義尺寸的5%的TA18航空鈦管(外徑6mm，壁厚0. 5mm)。本實(shí)施例加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra ( 1. 6 μ m，外徑尺寸公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，滿足航天工業(yè)領(lǐng)域?qū)A18鈦管的要求。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、對(duì)TA18管坯進(jìn)行矯直處理，使管坯的直線度為5mm/m 6mm/m ；步驟二、將氯化石蠟-52灌入步驟一中經(jīng)矯直處理后的管坯(1)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)管坯(1)使得管坯(1)內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，然后將第一芯棒( 裝入管坯(1)內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第一芯棒O)的管坯(1)送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的半成品管材(3)；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為50L/min 80L/min ；所述第一芯棒⑵的直徑比半成品管材⑶的內(nèi)徑小0.2% 0.5%，且第一芯棒⑵的第一定徑段Ll上距離第一芯棒(2)端部20mm 80mm的區(qū)域具有0. 004 0. 008的錐度；步驟三、將步驟二中所述半成品管材(3)中的第一芯棒( 取出，然后將氯化石蠟-52 灌入半成品管材(3)內(nèi)，旋轉(zhuǎn)半成品管材C3)使得半成品管材(3)內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，再將第二芯棒(4)裝入半成品管材C3)內(nèi)，在灌入氯化石蠟-52后20min內(nèi)將裝有第二芯棒的半成品管材C3)送入軋機(jī)中軋制成所需尺寸的管材；所述軋制過(guò)程中采用鈦合金拉伸油極壓劑129921與46號(hào)機(jī)油按照1 9的體積比混合而成的潤(rùn)滑劑作為外壁潤(rùn)滑劑，并控制外壁潤(rùn)滑劑的流量為50L/min 80L/min ；所述第二芯棒(4)的直徑比管材的內(nèi)徑小0.2% 0.5%，且第二芯棒(4)的第二定徑段L2上距離第二芯棒(4)端部20mm 80mm的區(qū)域具有0. 004 0. 008的錐度；步驟四、重復(fù)步驟三1 8次，得到外徑公差不大于0. 05mm,內(nèi)徑公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名義尺寸的5%的TA18航空鈦管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，步驟一中所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空鈦管壁厚公差的1. 5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，步驟二中所述第一芯棒O)的尺寸精度為IT5級(jí)或IT6級(jí)，第一芯棒O)的形位公差精度為IT4 級(jí)或IT5級(jí)，第一芯棒O)的表面粗糙度Ra彡0.8 μ m，第一芯棒O)的硬度為58HRC 62HRC。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，步驟三中所述第二芯棒的尺寸精度為IT5級(jí)或IT6級(jí)，第二芯棒的形位公差精度為IT4 級(jí)或IT5級(jí)，第二芯棒的表面粗糙度Ra彡0.8 μ m，第二芯棒的硬度為58HRC 62HRC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，步驟二和步驟三中所述軋機(jī)的軋速均為40次/分鐘 60次/分鐘，軋機(jī)的送進(jìn)量均為2mm/次 4mm/次，軋機(jī)的滑道定徑段均具有0. 003 0. 005的斜度，軋機(jī)的軋輥開(kāi)口深度均為沿軋輥高度方向2mm 4mmο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，所述軋輥的尺寸精度均為IT5級(jí)或IT6級(jí)，軋輥的形位公差精度均為IT4級(jí)或IT5級(jí)，軋輥的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，軋輥的硬度為58HRC 62HRC。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，所述滑道的尺寸精度為IT5級(jí)或IT6級(jí)，滑道的形位公差精度為IT4級(jí)或IT5級(jí)，滑道的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，滑道的硬度為58HRC 62HRC。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，步驟二中所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)半成品管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)， 選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，其特征在于，步驟三中所述軋機(jī)的選擇原則為當(dāng)管材的尺寸落入兩種尺寸系列軋機(jī)的尺寸范圍內(nèi)時(shí)，選用兩種尺寸系列中較小尺寸系列的軋機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，該方法為一、對(duì)TA18管坯進(jìn)行矯直處理；二、在管坯內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，裝入第一芯棒軋制成所需尺寸的半成品管材；三、將半成品管材中的第一芯棒取出，涂抹氯化石蠟-52后裝入第二芯棒軋制成所需尺寸的管材；四、重復(fù)步驟三1～8次，得到TA18航空鈦管。本發(fā)明通過(guò)冷軋工藝實(shí)現(xiàn)，技術(shù)簡(jiǎn)單可行，成本較低。采用本發(fā)明方法加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度Ra≤0.8μm，內(nèi)表面的粗糙度為Ra≤1.6μm，外徑尺寸公差不大于0.05mm，內(nèi)徑尺寸公差不大于0.04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5％，滿足其在航天工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用要求。
文檔編號(hào)B21B17/02GK102389900SQ201110276430
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月17日
發(fā)明者南莉, 席錦會(huì), 廖強(qiáng), 張紅法, 文周峰, 李剛, 楊亞社, 楊建朝, 楊永福, 林繼頻, 王莎, 羅登超, 董宏軍, 韋培, 齊元昊 申請(qǐng)人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司