本發明公開了一種大高徑比鈦合金鑄錠的鍛造方法，采用先進的快鍛機組及大高徑比鑄錠開坯模具，選用合適的變形速率和變形量，可完成高徑比≥3的鑄錠直接開坯鍛造。此方法不僅可以避免某些含Fe、Cu、Mo等易偏析元素的鈦合金在熔煉大直徑鑄錠時產生冶金缺陷，又可以解決大高徑比鑄錠在開坯過程中產生的雙鼓、彎曲、折疊等問題，從而實現大噸位高性能鈦合金棒材的批量生產。

技術領域

本發明提供了一種大高徑比鈦合金鑄錠的鍛造方法，可用于鑄錠高度與直徑的比值≥3的大高徑比鑄錠的直接開坯鍛造，屬于鈦合金鍛造技術領域。

背景技術

鈦及鈦合金具有重量輕、強度大、耐腐蝕等許多優良特性，是優質的輕型結構材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料。鈦及鈦合金不僅在能源、化工、石油、冶金等領域有廣泛的應用，而且在航空、航天、海洋上有著十分重要的應用。

目前國內的大噸位鈦合金棒材主要先通過3次VAR熔煉，采用水冷銅坩堝作為結晶器來得到成分均勻的鈦合金鑄錠，然后利用壓機進行多火次鍛造來得到組織均勻的鈦合金棒材。采用上述方法存在兩個方面的局限性：①某些含有易偏析元素的鈦合金鑄錠增加鑄錠直徑以提高噸位時，則易產生偏析等冶金缺陷； ②某些含有易偏析元素的鈦合金鑄錠增加鑄錠長度以提高噸位時，鑄錠開坯鍛造時會產生雙鼓、彎曲、折疊等鍛造缺陷。

下文中，“□”指代的是方坯內切圓的直徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的風險，提供一種制造方法簡單，易實現工業化生產的大高徑比鈦合金鑄錠的鍛造方法。

本發明采用的技術方案是：一種大高徑比鈦合金鑄錠的鍛造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）采用真空自耗電弧爐熔煉三次制備高徑比≥3的鈦合金鑄錠；

（2）采用快鍛機組及大高徑比鑄錠開坯模具對步驟（1）所述的鑄錠進行開坯鍛造成□400~□700mm的方坯；開坯變形量控制在45%~65%之間，變形速率控制在10~15mm/s；

（3）采用快鍛機組對步驟（2）完成的方坯在β轉變溫度以上30~120℃進行2~4火次鐓拔鍛造，每火次變形量控制在40%~50%之間；

（4）采用快鍛機組對步驟（3）完成的方坯在β轉變溫度以下30~50℃進行2~5火次鐓拔鍛造，每火次變形量控制在35%~45%之間；

（5）采用快鍛機組對步驟（4）完成的方坯在β轉變溫度以下20~40℃進行1~3火次鍛造至成品，每火次變形量控制在20%~35%之間；

上述步驟（2）中，對大高徑比鑄錠開坯模具進行預熱，預熱溫度≥100℃。

上述步驟（4）中，β轉變溫度以下30~50℃的多火次鍛造，其中1~2火次采用換向鐓拔鍛造。

上述步驟（4）中，β轉變溫度以下30~50℃的多火次鍛造，每火次結束時，對四方鍛坯進行倒角成八方鍛坯。

與現有技術相比，本發明具備的有益效果是：

1、采用本發明的制作方法生產的大噸位鈦合金棒材成分組織均勻，性能優異，成材率高，能滿足航空航天用大規格鍛件等工業領域的使用需求；

2、本發明采用先進的快鍛機組及大高徑比鑄錠開坯模具，選用合適的變形速率和變形量，可完成高徑比≥3的鑄錠直接開坯鍛造。此方法不僅可以避免某些含Fe、Cu、Mo等易偏析元素的鈦合金在熔煉大直徑鑄錠時產生冶金缺陷，又可以解決大高徑比鑄錠在開坯過程中產生的雙鼓、彎曲、折疊等問題，從而實現大噸位高性能鈦合金棒材的批量生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制得棒材的低倍組織圖

圖2是本發明實施例1制得棒材的高倍組織圖