一種tc6鈦合金六方棒的軋制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TC6鈦合金六方棒的乳制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] TC6鈦合金是馬氏體型α+β兩相熱強(qiáng)鈦合金，是目前應(yīng)用最廣泛的Ti~A1~ Mo~Cr~Fe~Si系鈦合金，其名義成分為T(mén)i~6A1~L5Mo~2. 5Cr~(λ5Fe~(λ3Si， 可在400~450°C下長(zhǎng)期工作，主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、轉(zhuǎn)動(dòng)件及緊固件。該合金不僅具 有良好的熱加工性能，并且具有較理想的綜合力學(xué)性能，因此各飛機(jī)設(shè)計(jì)所和主機(jī)廠對(duì)TC6 材料的需求日益增大。TC6六方棒的傳統(tǒng)工藝采用棒材經(jīng)車(chē)銑工藝生產(chǎn)而成，由于車(chē)銑工 藝存在原材料浪費(fèi)大、生產(chǎn)效率低下、制得的TC6六方棒穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，不適宜大批量生 產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種TC6鈦合金六方棒的乳制方法，解決了現(xiàn)有TC6六方棒 生產(chǎn)工藝存在的原材料浪費(fèi)大、制得的TC6六方棒穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種TC6鈦合金六方棒的乳制方法，具體包括以下 步驟：
[0005] 步驟1、選取乳制棒坯：
[0006] 選取組織性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2965要求的TC6鈦合金圓棒棒坯，棒坯表面粗糙 度不大于3. 2μπι;
[0007] 步驟2、設(shè)計(jì)乳制孔型：
[0008] 將TC6鈦合金圓棒棒坯的乳制孔型設(shè)計(jì)為平乳孔型、120°立乳孔型和成品乳孔 型；
[0009] 步驟3、將TC6鈦合金圓棒棒坯依次通過(guò)步驟2設(shè)計(jì)的平乳孔型、120°立乳孔型和 成品乳孔型進(jìn)行乳制，得到成型棒坯；
[0010] 步驟4、將步驟3得到成型棒坯進(jìn)行電接觸張力矯直處理；
[0011] 步驟5、將步驟4處理后的成型棒坯放在大氣爐進(jìn)行大氣退火處理，空氣冷卻至室 溫；
[0012] 步驟6、將步驟5處理后的棒坯進(jìn)行切頭和表面處理，其中，表面處理采用先噴砂 后酸洗的方式，最終制得TC6鈦合金六方棒。
[0013] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0014] 步驟2中的乳制孔型設(shè)計(jì)還包括立乳孔型設(shè)計(jì)。
[0015] 步驟3中還包括立乳孔型乳制，立乳孔型乳制位于平乳孔型乳制和120°立乳孔 型乳制之間。
[0016]立乳孔型乳制工序的具體實(shí)施方法為：將棒坯通過(guò)立乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采 用兩輥可逆式乳機(jī)，道次變形量為15 %~30 %，乳制溫度800~950°C。
[0017] 步驟3的具體實(shí)施步驟為：
[0018] 步驟3. 1、將TC6鈦合金圓棒棒坯采用電接觸式加熱裝置加熱至800~950°C，然 后通過(guò)平乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用兩輥可逆式乳機(jī)，道次變形量為15%~30% ;
[0019] 步驟3. 2、將步驟3. 1得到的棒坯通過(guò)120°立乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用兩輥 可逆式乳機(jī)，道次變形量為15 %~30 %，乳制溫度800~950°C;
[0020] 步驟3. 3、將步驟3. 2得到的棒坯先進(jìn)行酸洗處理，酸洗過(guò)程需不斷攪拌，酸洗時(shí) 間為1~2h;再將酸洗后的棒坯通過(guò)成品乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用四輥可逆式乳機(jī)乳 制，道次變形量為10%~15%，乳制溫度不小于680°C。
[0021] 步驟4中，矯直溫度為800~950°C，矯直電流為1000~3000A，液壓壓力為5~ 40MPa，矯直長(zhǎng)度為1. 5~4. 0m。
[0022] 步驟5中，熱處理溫度為800~850°C、熱處理時(shí)間為1~2h。
[0023] 步驟6中，酸洗液為氫氟酸、硝酸和水的混合物，氫氟酸、硝酸和水的體積百分比 為 1:3:7〇
[0024] 本發(fā)明一種TC6鈦合金六方棒的乳制方法的有益效果是，通采用鍛造制備工藝， 完全改變了TC6鈦合金六方棒傳統(tǒng)的車(chē)銑工藝，從而大大減少原材料的使用量，減少原材 料的浪費(fèi)；通過(guò)多種乳制孔型的乳制，能使坯料經(jīng)過(guò)比傳統(tǒng)方法更少的工藝流程得到成品， 從而提高生產(chǎn)效率，適合大規(guī)模生產(chǎn)；并且，通過(guò)本發(fā)明工藝制得的TC6六方棒具有組織均 勻性好、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，能夠應(yīng)用到具有更高要求的技術(shù)領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明一種TC6鈦合金六方棒的乳制方法的孔型設(shè)計(jì)圖，其中，圖1(a)為 平乳孔型，圖1 (b)為立乳孔型，圖1 (c)為120°立乳孔型，圖1 (d)為成品孔型；
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的孔型設(shè)計(jì)圖，其中，圖2(a)為平乳孔型，圖2(b)為立乳 孔型，圖2(c)為120°立乳孔型，圖2(d)為成品孔型；
[0027] 圖3是經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例1制得的TC6鈦合金六方棒S14顯微組織圖；
[0028] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的孔型設(shè)計(jì)圖，其中，圖4(a)為平乳孔型，圖4(b)為120° 立乳孔型，圖4(c)為成品孔型；
[0029] 圖5是經(jīng)本發(fā)明實(shí)施例2制得的TC6鈦合金六方棒S22顯微組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0031] 本發(fā)明一種TC6鈦合金六方棒的乳制方法，具體包括以下步驟：
[0032] 步驟1、選取乳制棒坯：
[0033] 選取組織性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2965要求的TC6鈦合金圓棒棒坯，棒坯表面粗糙 度不大于3. 2μm，棒坯規(guī)格大小依據(jù)成品和變形量30 %~50 %決定，其化學(xué)成分見(jiàn)表1 ;
[0034] 表1TC6鈦合金圓棒棒還成分表
[0035]
[0036] 步驟2、設(shè)計(jì)乳制孔型：
[0037] 將TC6鈦合金圓棒棒坯的乳制孔型設(shè)計(jì)為平乳孔型、立乳孔型、120°立乳孔型和 成品乳孔型；
[0038] 如圖1(a)所示，為平乳孔型，其中R1為10~60mm，R2為20~80mm，h= 1/2 (S±l) mm(注：S為六方棒規(guī)格大?。?，b=S+(3~7)mm，r= 2~5mm;
[0039] 如圖1(b)所示，為立乳孔型，其中R為10~80mm，h=S+(0. 5~3. 0)mm，b= S+(3 ~6)mm，rl和r2 為 1 ~4mm，a= 60 ~90。；
[0040] 如圖1(c)所示，為120°立乳孔型，其中a= (120±2)。，r= 2~4mm，b= S+(3 ~+ 〇c);
[0041] 如圖1(d)所示，為成品孔型，其中h= 1/2〔S+(0~0.5)〕，a= 120~（0~ 2) °，r = 1~3mm〇
[0042] 步驟3、將TC6鈦合金圓棒棒坯依次通過(guò)步驟2設(shè)計(jì)的平乳孔型、立乳孔型、120° 立乳孔型和成品乳孔型進(jìn)行乳制，得到成型棒坯；
[0043] 步驟3. 1、將TC6鈦合金圓棒棒坯采用電接觸式加熱裝置加熱至800~950°C，然 后通過(guò)平乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用兩輥可逆式乳機(jī)，道次變形量為15%~30% ;
[0044] 步驟3. 2、將步驟3. 1得到的棒坯通過(guò)立乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用兩輥可逆式 乳機(jī)，道次變形量為15 %~30 %，乳制溫度800~950°C;
[0045] 步驟3. 3、將步驟3. 2得到的棒坯通過(guò)立乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用兩輥可逆式 乳機(jī)，道次變形量為15 %~30 %，乳制溫度800~950°C;
[0046] 步驟3. 4、將步驟3. 3得到的棒坯先進(jìn)行酸洗處理，酸洗過(guò)程需不斷攪拌，酸洗時(shí) 間為1~2h;再將酸洗后的棒坯通過(guò)成品乳孔型進(jìn)行乳制，乳制機(jī)采用四輥可逆式乳機(jī)乳 制，道次變形量為10%~15%，乳制溫度不小于680°C;
[0047] 步驟4、將步驟3得到成型棒坯進(jìn)行電接觸張力矯直處理，矯直溫度為800~ 950°C，矯直電流為1000~3000A，液壓壓力為5~40MPa，矯直長(zhǎng)度為L(zhǎng)5~4. 0m;
[0048] 步驟5、將步驟4處理后的成型棒坯放在大氣爐進(jìn)行大氣退火處理，熱處理溫度為 800~850°C、熱處理時(shí)間為1~2h，空氣冷卻至室溫；
[0049] 步驟6、將步驟5處理后的棒坯進(jìn)行切頭和表面處理，，其中，表面處理采用先噴 砂后酸洗的方式；酸洗液為氫氟酸、硝酸和水的混合物，氫氟酸、硝酸和水的體積百分比為 1:3:7,最終制得TC6鈦合金六方棒。
[0050] 實(shí)施例1
[0051] 制備TC6鈦合金六方棒S14 :
[0052]選取組織性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2965要求的TC6鈦合金圓棒棒坯，Φ19. 6mm， 棒坯表面粗糙度3. 2μπι;將TC6鈦合金圓棒棒坯的乳制孔型設(shè)計(jì)為平乳孔型、立乳孔型、 120°立乳孔型和成品乳孔型，其孔型設(shè)計(jì)如圖2所示，
[0053] 圖 2 (a)為平乳孔型：其中R1 為 15mm，R2 為 20,h= 6. 7mm，b= 18mm，r= 3mm;
[0054] 圖 2 (b)為立乳孔型，其中R為 20mm，h= 10. 8mm，b= 21mm，rl和r2 為