一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法
2023-06-14 16:03:41 1
一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法
【專利摘要】本發明公開了一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，該方法為：一、將常規鐓粗拔長鍛造得到的具有四方形截面的鈦合金置於操作平臺上，使具有四方形截面的鈦合金的長度方向與上平砧軸向平行，沿所述四方形截面的對角線方向將具有四方形截面的鈦合金進行整體壓扁，得到具有六邊形截面的鈦合金；二、將具有六邊形截面的鈦合金翻轉90°後進行整體壓扁，得到具有八邊形截面的鈦合金；三、對具有八邊形截面的鈦合金重複二，直至得到截面為四方形，尺寸與具有四方形截面的鈦合金尺寸相同的鈦合金鍛件。本發明通過對材料橫截面的不同方向實施大的塑性變形，改善單一方向拔長變形造成的十字不均勻變形情況，從而達到鍛件各部位組織均勻的目的。
【專利說明】一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於材料加工【技術領域】，具體涉及一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法。
【背景技術】
[0002]受鈦合金物理性質和熔煉技術的限制，鍛造仍是鈦合金加工中使用最廣泛和有效的方法，該方法不僅可以直接鍛壓成所要求的工件形狀，還可以優化微觀組織結構，消除鑄態疏鬆等缺陷，提高材料的力學性能。
[0003]對於鍛件來說，變形越均勻，局部變形差越小，組織就越均勻，因此鍛件的變形均勻性是衡量鍛件質量的一個重要指標。鍛件變形均勻性越好，其各部分的變形越趨於均勻，有利於產生均勻的內部組織，提高鍛件的性能。拔長工藝是鈦合金自由鍛最基本的工序，單一方向拔長鍛造變形容易造成十字不均勻變形，鑄態組織破碎不充分並且具有遺傳性，造成成品鍛件中組織不均勻性問題難以解決。
[0004]近年來，各國的鍛造工作者為了提高鍛造組織的均勻性開展了大量探索研究，在平砧拔長研究的基礎上，先後提出了一系列新拔長方法，例如FM鍛造法、WHF鍛造法、KD鍛造法、SUF鍛造法、TER鍛造法、JTS鍛造法、FML鍛造法和AVD鍛造法，這些均是通過改變拔長砧形和工藝條件來實現的。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法。該方法通過將具有四方形截面的鈦合金的長度方向與上平砧軸向平行設置，沿四方形截面的對角線方向進行整體壓扁成六邊形截面，然後翻轉90°再沿四方形截面的另一對角線進行整體壓扁，如此反覆壓扁直至重新成為四方形截面，對材料橫截面的不同方向實施大的塑性變形，改善單一方向拔長變形造成的十字不均勻變形情況，從而達到鍛件各部位組織均勻的目的。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟:
[0007]步驟一、將常規鐓粗拔長鍛造得到的具有四方形截面的鈦合金置於操作平臺上，使具有四方形截面的鈦合金的長度方向與上平砧軸向平行，沿所述四方形截面的對角線方向將具有四方形截面的鈦合金進行整體壓扁，得到具有六邊形截面的鈦合金；
[0008]步驟二、將步驟一中所述具有六邊形截面的鈦合金翻轉90°後進行整體壓扁，得到具有八邊形截面的鈦合金；
[0009]步驟三、對步驟二中所述具有八邊形截面的鈦合金重複步驟二，直至得到截面為四方形，尺寸與步驟一中所述具有四方形截面的鈦合金尺寸相同的鈦合金鍛件。
[0010]上述的一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，步驟一中所述具有四方形截面的鈦合金的長度小於上平砧的長度。[0011]上述的一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，步驟一中所述整體壓扁的壓下量為30%?50%。
[0012]上述的一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，步驟二中所述整體壓扁的壓下量為30%?50%。
[0013]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0014]1、本發明通過將具有四方形截面的鈦合金的長度方向與上平砧軸向平行設置，沿四方形截面的對角線方向進行整體壓扁成六邊形截面，然後翻轉90°再沿四方形截面的另一對角線進行整體壓扁，如此反覆壓扁，直至重新成為四方形截面，對材料橫截面的不同方向實施大的塑性變形，改善單一方向拔長變形造成的十字不均勻變形情況，從而達到鍛件各部位組織均勻的目的。
[0015]2、本發明的方法是用於改善β鈦合金的開坯與中間各火次間鐓粗、拔長後鍛態組織均勻性的鍛造方式。
[0016]3、本發明方法加工工藝簡單，易操作，不需要特殊設備。
[0017]4、採用本發明的方法鍛造的鈦合金鍛件組織均勻性良好，同時因過程控制難度低，提升了工藝穩定化程度。
[0018]下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明具有四方形截面的鈦合金與上平砧和操作平臺的位置關係示意圖。
[0020]圖2為本發明鈦合金拔長鍛造的工藝流程示意圖。
[0021]圖3為實施例1常規鈦合金鐓粗拔長鍛造的鍛件熱處理後的低倍組織圖。
[0022]圖4為本發明實施例2鍛造的鍛件熱處理後的低倍組織圖。
[0023]圖5為實施例1常規鈦合金鐓粗拔長鍛造的鍛件熱處理後的高倍組織圖。
[0024]圖6為本發明實施例2鍛造的鍛件熱處理後的高倍組織圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]I 一具有四方形截面的鈦合金； 2—操作平臺； 3—上平砧。
【具體實施方式】
[0027]設備:2500Τ鍛造壓力機，上平砧尺寸:500mm (B) X 1200mm (L)；
[0028]原料:Φ310πιπιΧ 600mm TC18鈦合金鑄錠，現對本發明應用前後的生產方案對比如下:
[0029]常規拔長鍛造方法:
[0030]實施例1
[0031]步驟一、鐓粗變形:沿鑄錠軸向方向上進行鐓粗變形，變形量約30%，鐓粗變形後材料尺寸為Φ 380mmX 400mm,側面出現鼓形；
[0032]步驟二、拔長變形:將步驟一中鐓粗變形後的鑄錠90°翻倒，沿軸向方向壓縮約20%，翻轉90°，繼續壓縮約20%，再翻轉90°，壓縮約20%，如此反覆換向拔長至尺寸為250mmX 250mm X 670mm的具有四方形截面的鈦合金。
[0033]本實施例製備的具有四方形截面的鈦合金Η/D (高徑比)(3，此時可根據實際需要繼續進行鐓粗變形，也可以繼續進行拔長變形直至成品鍛件。
[0034]本發明的鍛造方法按照實施例2至實施例4進行描述，工藝流程圖如圖2所示:
[0035]實施例2
[0036]步驟一、如圖1所示，將實施例1中得到的具有四方形截面的鈦合金I置於操作平臺2上，使具有四方形截面的鈦合金I的長度方向與上平砧3軸向平行，沿所述四方形截面的對角線方向將具有四方形截面的鈦合金I進行整體壓扁，得到具有六邊形截面的鈦合金；所述整體壓扁的壓下量為30% ；
[0037]步驟二、將步驟一中所述具有六邊形截面的鈦合金翻轉90°後進行整體壓扁，得到具有八邊形截面的鈦合金；所述整體壓扁的壓下量為30% ；
[0038]步驟三、對步驟二中所述具有八邊形截面的鈦合金重複步驟二，直至得到截面為四方形，尺寸為250mmX250mmX670mm的鈦合金鍛件。
[0039]本實施例製備的鈦合金鍛件H/D (高徑比)(3，此時可根據實際需要繼續進行鐓粗變形，也可以繼續進行拔長變形直至成品鍛件。
[0040]實施例3
[0041]步驟一、如圖1所示，將實施例1中得到的具有四方形截面的鈦合金I置於操作平臺2上，使具有四方形截面的鈦合金I的長度方向與上平砧3軸向平行，沿所述四方形截面的對角線方向將具有四方形截面的鈦合金I進行整體壓扁，得到具有六邊形截面的鈦合金；所述整體壓扁的壓下量為40% ；
[0042]步驟二、將步驟一中所述具有六邊形截面的鈦合金翻轉90°後進行整體壓扁，得到具有八邊形截面的鈦合金；所述整體壓扁的壓下量為40% ；
[0043]步驟三、對步驟二中所述具有八邊形截面的鈦合金重複步驟二，直至得到截面為四方形，尺寸為250mmX250mmX670mm的鈦合金鍛件。
[0044]本實施例製備的鈦合金鍛件H/D (高徑比)(3，此時可根據實際需要繼續進行鐓粗變形，也可以繼續進行拔長變形直至成品鍛件。
[0045]實施例4
[0046]步驟一、如圖1所示，將實施例1中得到的具有四方形截面的鈦合金I置於操作平臺2上，使具有四方形截面的鈦合金I的長度方向與上平砧3軸向平行，沿所述四方形截面的對角線方向將具有四方形截面的鈦合金I進行整體壓扁，得到具有六邊形截面的鈦合金；所述整體壓扁的壓下量為50% ；
[0047]步驟二、將步驟一中所述具有六邊形截面的鈦合金翻轉90°後進行整體壓扁，得到具有八邊形截面的鈦合金；所述整體壓扁的壓下量為50% ；
[0048]步驟三、對步驟二中所述具有八邊形截面的鈦合金重複步驟二，直至得到截面為四方形，尺寸為250mmX250mmX670mm的鈦合金鍛件。
[0049]本實施例製備的鈦合金鍛件H/D (高徑比)(3，此時可根據實際需要繼續進行鐓粗變形，也可以繼續進行拔長變形直至成品鍛件。
[0050]對實施例1中常規鍛造得到的鍛件和實施例2中鍛造的鍛件分別進行常規熱處理，然後對熱處理後的鍛件進行低倍組織觀察和高倍組織觀察，結果見圖3至圖6，從圖中可以明顯看出，採用本發明的鍛造方式對常規拔長鍛造的鈦合金進行整體壓扁，對材料橫截面的不同方向實施大的塑性變形，改善單一方向拔長變形造成的十字不均勻變形情況，鍛造的鈦合金鍛件組織均勻性均良好，同時因過程控制難度低，提升了工藝穩定化程度。
[0051]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何限制，凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟: 步驟一、將常規鐓粗拔長鍛造得到的具有四方形截面的鈦合金(I)置於操作平臺(2)上，使具有四方形截面的鈦合金(I)的長度方向與上平砧(3)軸向平行，沿所述四方形截面的對角線方向將具有四方形截面的鈦合金(I)進行整體壓扁，得到具有六邊形截面的鈦合金； 步驟二、將步驟一中所述具有六邊形截面的鈦合金翻轉90°後進行整體壓扁，得到具有八邊形截面的鈦合金； 步驟三、對步驟二中所述具有八邊形截面的鈦合金重複步驟二，直至得到截面為四方形，尺寸與步驟一中所述具有四方形截面的鈦合金(I)尺寸相同的鈦合金鍛件。
2.根據權利要求1所述的一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，其特徵在於，步驟一中所述具有四方形截面的鈦合金(I)的長度小於上平砧(3)的長度。
3.根據權利要求1所述的一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，其特徵在於，步驟一中所述整體壓扁的壓下量為30%?50%。
4.根據權利要求1所述的一種改善鈦合金拔長鍛造組織均勻性的方法，其特徵在於，步驟二中所述整體壓扁的壓下量為30%?50%。
【文檔編號】B21J5/06GK103521670SQ201310460363
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】周偉, 葛鵬, 趙永慶, 吳歡 申請人:西北有色金屬研究院