一种高精度钛合金棒材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料加工领域，尤其涉及一种高精度钛合金棒材的制备方法。
技术背景
[0002]现有医用钛合金棒材的制备方法，在精整处理时一般采用去应力矫直法，在精整处理前车削加工时，棒材最小需留30-40丝的余量，而且采用此方法加热时棒材温度较高，一般纯钛棒材需加热到550-600°C，钛合金棒材需加热到650-700度，在这样的高温条件下，棒材表面的氧化皮较厚，材质整体变软，矫直时棒材整体压痕较深，最小值也会达到10丝而仅靠抛光不能消除这些不利因素，因此必须通过磨削才能消除这些不利因素，磨削加工粗糙度达6.4um，必须还要进行两次抛光才能达到成品棒材的要求，而且麿削加工费工费时，产生的磨肩与砂粒掺杂一起，回收价值较低，因此有必要改进。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题:提供一种高精度钛合金棒材的制备方法，在精整处理后无需磨削加工，直接进入抛光机进行两次抛光处理即可达到成品棒材要求的粗糙度1.5um和尺寸公差要求。
[0004]本发明采用如下技术方案:
[0005]一种高精度钛合金棒材的制备方法，包含下述步骤:
[0006](I)坯料准备，选用符合GB/T13810-2007标准要求的钛合金锭作为坯料:
[0007](2)开坯锻造，将钛合金坯料放入电阻炉内加热到1000-1200°C，保温4-8小时，用锤打设备使钛合金坯料变形率达到50-65%，得到钛合金坯锭；
[0008](3)将钛合金坯锭切成成品棒材需要重量的小钛合金坯锭；
[0009](4)变形加工，将小钛合金坯锭再次放入电阻炉内加热到1000-1150°C，保温4-8小时，用锤打设备使小钛合金坯锭变形率达到50-65%，制成钛合金棒材；
[0010](5)退火处理，将钛合金棒材放入加热炉内加热至800-850°C，保温1.5-2小时；
[0011](6)热矫直，将保温后的钛合金棒材使用6辊粗矫直机进行热矫直并空冷；
[0012](7)将空冷后的钛合金棒材用无心车床车削到成品棒材尺寸；
[0013](8)精整处理，将车削后的钛合金棒材放入箱式电炉内加热至500_550°C，取出后放入10辊精矫直机内矫直，然后直接进入抛光机进行两次抛光处理即可达到成品棒材要求。
[0014]其中，上述步骤2和步骤3中，所述锤打设备为液压机、气锤或电液锤。
[0015]优选地，上述步骤2中，将钛合金坯料放入电阻炉内加热到1050-1150°C，保温5-7小时，用锤打设备使钛合金坯料变形率达到55-60%。
[0016]优选地，上述步骤4中，将小钛合金坯锭再次放入电阻炉内加热到1000-1050°C。
[0017]优选地，上述步骤8中，将车削后的钛合金棒材放入箱式电炉内加热至520°C。
[0018]本发明与现有技术相比的优点:
[0019]1、精整处理前对棒材进行车削加工时，可以将棒材直径直接加工到成品棒材尺寸，车削棒材时产生的废肩可重新回收利用，经济价值很高；
[0020]2、精整处理时加热温度较低，对棒材的金相组织影响小，几乎没有改变，延长了棒材的使用寿命，增加了棒材的机械强度；
[0021]3、精整处理时因加热温度较低，棒材表面的氧化皮极薄，矫直时棒材整体的压痕较小，矫直后不需磨削加工而直接进入抛光机进行两次抛光即可达到成品棒材对粗糙度
1.5um和尺寸公差要求；
[0022]4、省去一道磨削加工工序，节省人力、物力和财力。
【具体实施方式】
[0023]下面结合棒材直径公差等级在h9-hl0之间、直径为9.5mm，长度为3m的高精度钛合金棒材的制备过程，对【具体实施方式】作进一步的详细描述。
[0024]实施例1:
[0025]首先，选用直径为360mm，长度为1.7m的钛合金坯料，切除经超声波探伤后确定存在缺陷的部分；其次，将钛合金坯料放入电阻炉内加热至1000°C，恒温加热保温4小时，选液压机、气锤或电液锤中的一种，使钛合金坯料变形率达到50 %，将钛合金坯料锻造成方口为190_的钛合金坯锭，打磨去除毛刺及裂纹等表面缺陷，然后根据成品棒材需要的重量/规格将钛合金坯锭切断成为小钛合金坯锭，第四步，将小钛合金坯锭放入电阻炉内加热至1000°C，保温4小时，选液压机、气锤或电液锤中的一种使小钛合金坯锭变形率达到50%，将小钛合金坯锭锻造成直径为60mm的钛合金棒材，第五步，经检查，切除钛合金棒材的裂开部分并修磨表面裂纹，再对钛合金棒材作再结晶退火处理，退火温度为800°C，保温时间为1.5小时；第六步，对经退火处理后的钛合金棒材，采用6辊粗矫直机进行热矫直，消除钛合金棒材较大的弯度变形并空冷；第七步，将空冷后的钛合金棒材用30型无心车床车削到成品棒材尺寸，只需留0.05_左右的余量即可；第八步，将车削后的钛合金棒材放入箱式电炉内加热到500°C，取出后放入10辊精矫直机内矫直，因为精整处理时钛合金棒材温度只有500°C，在钛合金棒材表面产生的氧化皮很薄，而且钛合金棒材整体的压痕很浅，只有0.006-0.009mm，所以不需对钛合金棒材进行磨削加工，直接进入抛光机进行两次抛光处理即可达到成品棒材对精糙度1.5um和尺寸公差要求。最后采用激光测径仪对成品棒材进行外径检测，并对其化学成分、物理性能及晶相组织按标准要求进行检验，经检验合格后进行包装发货。
[0026]实施例2:
[0027]首先，选用直径为360mm，长度为1.7m的钛合金坯料，切除经超声波探伤后确定存在缺陷的部分；其次，将钛合金坯料放入电阻炉内加热至1200°C，恒温加热保温8小时，选液压机、气锤或电液锤中的一种，使钛合金坯料变形率达到65 %，将钛合金坯料锻造成方口为190_的钛合金坯锭，打磨去除毛刺及裂纹等表面缺陷，然后根据成品棒材需要的重量/规格将钛合金坯锭切断成为小钛合金坯锭，第四步，将小钛合金坯锭放入电阻炉内加热至1150°C，保温8小时，选液压机、气锤或电液锤中的一种使小钛合金坯锭变形率达到65%，将小钛合金坯锭锻造成直径为60mm的钛合金棒材，第五步，经检查，切除钛合金棒材的裂开部分并修磨表面裂纹，再对钛合金棒材作再结晶退火处理，退火温度为850°C，保温时间为2小时；第六步，对经退火处理后的钛合金棒材，采用6辊粗矫直机进行热矫直，消除钛合金棒材较大的弯度变形并空冷；第七步，将空冷后的钛合金棒材用30型无心车床车削到成品棒材尺寸，只需留0.05_左右的余量即可；第八步，将车削后的钛合金棒材放入箱式电炉内加热到550°C，取出后放入10辊精矫直机内矫直，因为