专利名称：一种tc4-dt钛合金大规格厚板锻件加工方法
技术领域：
本发明涉及钛及钛合金加工领域，尤其涉及一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法。
背景技术：
Ti-6A1-4V ELI (国内相似牌号TC4-DT)是中等强度(860MPa级别)损伤容限型钛合金，因其优良的加工性能和高损伤容限性能,满足了 F-22飞机的大型整体主承力构件的制造需要，大大提高了钛合金在飞机上的用量，达到高减重的目的。因此，Ti-6A1-4V ELI 钛合金在F-22战斗机中得到了大量的应用，每架F-22战斗机，机身需要消耗36吨钛材， 美国计划到2011年，共生产278架F-22战斗机(以及配套的发动机)，合计约需要消耗近I 万吨优质钛材，而这些钛材的73%左右是Ti-6A1-4V ELI损伤容限型钛合金。然而目前在国内Ti-6A1-4V ELI钛合金大规格锻件生产方法中，为保证组织、性能均匀一致并符合高性能、组织要求需要反复镦拔锻造，而镦拔锻造是依靠人力夹持完成，受镦拔锻造操作方法限制使得国内Ti-6A1-4V ELI钛合金大规格锻件生产周期长，火次多，锻件单重小，质量一致性差，超声探伤级别低。
发明内容
针对上述技术的不足，本发明的目的是提供一种火次减少、生产周期短，批次质量一致性高的TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法。本发明的技术方案是一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法，其具体步骤如下
(1)、开坯锻造铸锭表面涂抗氧化涂层，在电阻炉加热到800°c时装炉，保温2-3小时， 升温到1100-1150°C，保温120-240分钟后，出炉在快锻机上进行开坯锻造；
(2)、中间锻造锻坯在电炉中在合金β相变点以上50°C的温度加热后，在快锻机上进行2-3火次的锻造，然后在β相变点以下30°C的温度进行加热，在快锻机上进行1-2火次的锻造，锻造比控制在I. 4-1. 9 ；
(3)、高低循环锻造一火次β相变点以上20-50°C加热保温锻造和一火次β相变点以下30-50°C加热保温锻造，循环锻造2-3次，锻造比为I. 4-1. 9 ；
(4)、换向镦拔锻造在β相变点以下30-50°C进行加热后锻造1-2火次，锻造比为
I.4-1. 9 ；
(5)、成型锻造在β相变点以下30-50°C加热后进行1-2火次锻造成型，即得产品，锻造比为I. 4-1. 9。本发明的优点是本方法采用大型锻坯整体锻造，与现有的小规格坯料反复镦拔锻造技术比较，在镦拔变形坯料高径比的限制条件下，锻件的单重大幅提高，可达一吨以上；本方法根据金属压力加工中的变形规律，选择适宜的开锻和终锻温度，合理匹配工艺参数，在锻造过程中使金属在横向充分变形，增加锻透性，提高大规格锻件实际变形量和变形均匀性，从而获得变形充分、均匀一致的组织，并保证产品性能达到要求；本方法使得锻件生产过程实现全机械化操作，减少了人工操作的随意性，且锻造压力大，火次减少，批次质量一致性高，超声探伤级别高，生产周期大幅缩短。
图I为实施例I中锻坯的低倍组织示意图。图2为实施例I中锻坯的高倍组织示意图。其中，a:边部位置 b:l/2R位置 c:中心位置。
具体实施例方式下面的实施例可更详细地说明本发明，但不以任何形式限制本发明。实施例I :本实施例中加工的材料为Ti-6A1_4V ELI钛合金铸锭，直径为Φ680πιπι， 按本发明的方法，生产出150Χ 1100Χ 2100mm的厚板锻件。(I)、开坯锻造铸锭表面涂抗氧化涂层，在电阻炉加热到800°C时装炉，保温2小时，升温到1100°C，保温240分钟后，出炉在45KN快锻机上进行开坯锻造；
(2)、中间锻造将锻坯放入电炉中在合金β相变点以上50°C的温度加热后，在45ΚΝ 快锻机上进行3火次的锻造，然后在β相变点以下30°C的温度进行加热，在45ΚΝ快锻机上进行I火次的锻造，锻造比为I. 6 ；
(3)、高低循环锻造在电炉中分别依次在β相变点以上50°C、相变点以下30°C、相变点以上30°C、相变点以下40°C、相变点以上20°C和相变点以下50°C六个温度下加热后，在快锻机上进行3火次循环锻造，锻造比为I. 8 ；
(4)、换向镦拔锻造在β相变点以下30°C进行加热后换向镦拔锻造2火次，锻造比为
(5)、成型锻造在β相变点以下30°C加热后进行I火次锻造成型，锻造比为1.6。对实施例I的锻件性能、组织进行检测，结果如下
(I)锻坯拉伸力学性能见下表
权利要求
1. 一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法，其具体步骤如下(1)、开坯锻造铸锭表面涂抗氧化涂层，在电阻炉加热到800°C时装炉，保温2-3小时， 升温到1100-1150°C，保温120-240分钟后，出炉在快锻机上进行开坯锻造；(2)、中间锻造锻坯在电炉中在合金β相变点以上50°C的温度加热后，在快锻机上进行2-3火次的锻造，然后在β相变点以下30°C的温度进行加热，在快锻机上进行1-2火次的锻造，锻造比控制在I. 4-1. 9 ；(3)、高低循环锻造一火次β相变点以上20-50°C加热保温锻造和一火次β相变点以下30-50°C加热保温锻造，循环锻造2-3次，锻造比为I. 4-1. 9 ；(4)、换向镦拔锻造在β相变点以下30-50°C进行加热后锻造1-2火次，锻造比为I.4-1. 9 ；(5)、成型锻造在β相变点以下30-50°C加热后进行1-2火次锻造成型，即得产品，锻造比为I. 4-1. 9。
全文摘要
一种TC4-DT钛合金大规格厚板锻件加工方法，其步骤包括开坯锻造、中间锻造、高低循环锻造、换向镦拔锻造、成型锻造。本发明的优点是本方法采用大型锻坯整体锻造，与现有的小规格坯料反复镦拔锻造技术比较，在镦拔变形坯料高径比的限制条件下，锻件的单重大幅提高，可达一吨以上；本方法根据金属压力加工中的变形规律，选择适宜的开锻和终锻温度，合理匹配工艺参数，在锻造过程中使金属在横向充分变形，增加锻透性，提高大规格锻件实际变形量和变形均匀性，并保证产品性能达到要求；本方法使得锻件生产过程实现全机械化操作，减少了人工操作的随意性，且锻造压力大，火次减少，批次质量一致性高，超声探伤级别高，生产周期大幅缩短。
文档编号B21J5/00GK102581188SQ20121004851
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者刘安武, 彭晖, 李卫, 陆威 申请人:湖南金天钛业科技有限公司