一种难变形阻燃钛合金板材的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种难变形阻燃钛合金板材的制备 方法。
【背景技术】
[0002] WSTi3515SS阻燃钛合金名义成分为Ti-35V-15Cr-0. 3Si-0. 1C，是一种高稳定β 型钛合金，与美国的Alloy C合金同为Ti-Cr-V系合金。该合金还具有良好的抗燃烧性能， 但高温塑性较差，使该合金在高温变形时，金属流动困难，板材加工变形抗力大且易开裂， 成品率低。
[0003] 研宄表明：该合金不适于常规自由锻造，开坯热加工需采用等温锻造或碳钢包套 热挤压，热轧钛板时需采用爆炸包覆保护层。热加工困难是WSTi3515SS合金亟须解决的技 术难题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种难变形阻燃钛合金板材的制备方法，解决了采用常规 锻造方法加工WSTi3515S阻燃钛合金易开裂的问题。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种难变形阻燃钛合金板材的制备方法，采用包套 锻造和换向拔长辅助高温保护涂层的方法，第1火次采用碳钢包套加保护涂层锻造开坯， 经过2-4火次涂敷保护涂层镦拔后，成形火次采用换向拔长加保护涂层的方法进行锻造制 得。
[0006] 具体包括以下步骤：
[0007] 步骤1 :开坯锻造
[0008] 将WSTi3515S合金铸锭包裹上碳钢包套，涂敷钛合金锻造用玻璃防护润滑剂，加 热保温后进行锻造，锻比控制在1. 5~3,得到开坯后的WSTi3515S合金坯料；
[0009] 步骤2:改锻
[0010] 将步骤1得到的开坯后的WSTi3515S合金坯料涂敷钛合金锻造用玻璃防护润滑 剂，加热保温后锻造，进行2~4火次镦拔成横截面尺寸为200~500_的长方体板坯；
[0011] 步骤3 :将步骤2得到的长方体板坯的径向延展
[0012] 将步骤2得到的长方体板坯涂敷钛合金锻造用玻璃防护润滑剂，加热保温后进行 锻造，沿径向拔长板坯，径向拔长比控制在1. 2~1. 8,得到板坯A ;
[0013] 步骤4 :将步骤3得到的板坯A的长度方向延展
[0014] 将步骤3得到的板坯A涂敷钛合金锻造用玻璃防护润滑剂，加热保温时间后进行 锻造，沿轴向拔长板材，轴向拔长比控制在1. 5~2. 5,得到板坯B ;
[0015] 步骤5 :将步骤4得到的板坯B的宽度拔到成品宽度
[0016] 将步骤4得到的板坯B涂敷钛合金锻造用玻璃防护润滑剂，加热保温时后进行锻 造，沿径向拔长到成品宽度，径向拔长比控制在1. 2~1. 5,得到板坯C ;
[0017] 步骤6 :将步骤5得到的板坯C涂敷钛合金锻造用玻璃防护润滑剂，加热保温后进 行锻造，用1~3火次将其厚度和长度拔到成品尺寸，径向宽度不变，每火次的轴向拔长比 控制在1. 2~1. 8,得到板还D ;
[0018] 步骤7:将步骤6得到的板坯D加工到要求的板材成品尺寸，表面光洁度小于 3. 2 μ m〇
[0019] 本发明的特点还在于，
[0020] 步骤1中碳钢包套的厚度为0· 8~5mm。
[0021] 步骤1中加热的温度为1100~1270°C，保温的时间为铸锭半径X0. 5min~铸锭 半径X I. lmin，所述铸锭半径单位为mm。
[0022] 步骤2中加热的温度为950~1100°C，保温的时间为坯料厚度X0. 5min~坯料厚 度X I. lmin，所述铸锭厚度单位为mm。
[0023] 步骤3中加热的温度为950~1100°C，保温的时间为板坯厚度X0. 5min~板坯厚 度XL lmin，所述板还厚度的单位为_。
[0024] 步骤4中加热的温度为950~1100°C，保温的时间为板还A厚度X0. 5min~板还 A厚度X I. lmin，所述板还A厚度的单位为mm。
[0025] 步骤5中加热的温度为950~1100°C，保温的时间为板还B厚度X0. 5min~板还 B厚度X I. lmin，所述板还B厚度的单位为mm。
[0026] 步骤6中加热的温度为950~1100°C，保温的时间为板坯C厚度X0. 5min~板坯 C厚度X I. lmin，所述板还C厚度的单位为mm。
[0027] 步骤1~6中的钛合金锻造用玻璃防护润滑剂的型号为TB1200-15,涂敷次数为 2~4遍。
[0028] 本发明的有益效果是：本发明一种难变形阻燃钛合金板材的制备方法，通过采用 包套锻造和换向拔长辅助保护涂层的方法，解决了采用常规锻造方法加工WSTi3515S阻燃 钛合金易开裂的问题，成功获得了高低倍组织和力学性能均匀稳定的合格WSTi3515S合金 板材，且成品率提高了 20 %~30%，适用于工业化生产。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明实施例1制备的WSTi3515S合金铸锭板坯横向边部金相显微镜照 片；
[0030] 图2是本发明实施例2制备的WSTi3515S合金铸锭板坯横向边部金相显微镜照 片。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0032] 本发明一种难变形阻燃钛合金板材的制备方法，具体包括以下步骤：
[0033] 步骤1 :开坯锻造
[0034] 将WSTi3515S合金铸锭包裹上碳钢包套，碳钢包套的厚度为0. 8~5mm，涂敷2~ 4遍钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂作为高温保护涂层，在电阻炉或天然气炉中加热至 1100~1270°C，保温时间为铸锭半径（单位为mm) X (0. 5~I. l)min，在液压设备上进行锻 造，锻比控制在I. 5~3,得到开坯后的WSTi3515S合金坯料；
[0035] 步骤2:改锻
[0036] 将步骤1得到的开坯后的WSTi3515S合金坯料涂敷2~4遍钛合金锻造工艺用玻 璃防护润滑剂作为高温保护涂层，在电阻炉中加热至950~1KKTC，保温时间为坯料厚度 (单位为mm) X (0. 5~I. l)min，在液压设备上锻造，在1050~IKKTC进行2~4火次镦拔 成横截面宽度为200~500mm的长方体板还；
[0037] 步骤3 :将步骤2得到的长方体板坯的径向延展
[0038] 对步骤2得到的长方体板坯涂敷2~4遍钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂 作为高温保护涂层，在电阻炉中加热至950~1KKTC，保温时间为板坯厚度（单位为 mm) X (0. 5~I. l)min，在液压设备上进行锻造，沿径向拔长板坯，径向拔长比控制在1. 2~ 1. 8,得到板还A ;
[0039] 步骤4 :将步骤3得到的板坯A的长度方向延展
[0040] 对步骤3得到的板坯A涂敷2~4遍钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂作为 高温保护涂层，将其在电阻炉中加热至950~1KKTC，保温时间为板坯A厚度（单位为 mm) X (0. 5~I. l)min，在液压设备上进行锻造，沿轴向拔长板材，轴向拔长比控制在1. 5~ 2. 5,得到板还B ;
[0041] 步骤5 :将步骤4得到的板坯B的宽度拔到成品宽度
[0042] 对步骤4得到的板坯B涂敷2~4遍钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂作为 高温保护涂层，将其在电阻炉中加热至950~1KKTC，保温时间为板坯B厚度（单位为 mm) X (0. 5~I. l)min，在液压设备上进行锻造，沿径向拔长到成品宽度，径向拔长比控制 在1. 2~1. 5,得到板还C ;
[0043] 步骤6 :对步骤5得到的板坯C涂敷2~4遍钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑 剂作为高温保护涂层，在电阻炉中加热至950~IKKTC，保温时间为板坯C厚度（单位为 mm) X (0. 5~I. l)min，在液压设备上进行锻造，在950~IKKTC用1~3火次将其厚度和 长度拔到成品尺寸，径向宽度不变，每火次的轴向拔长比控制在1. 2~1. 8,得到板坯D ;
[0044] 步骤7 :将步骤6得到的板坯D用刨床或铣床机加工到要求的板材成品尺寸，表面 光洁度小于3. 2 μ m。
[0045] 步骤1~6中钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂的型号为TB1200-15,涂敷前坯料 表面的油污、脏物等要清理干净。
[0046] 本发明一种难变形阻燃钛合金板材的制备方法，采用包套锻造和换向拔长辅助高 温保护涂层的方法：第1火次采用碳钢包套加保护涂层锻造开坯，经过2-4火次涂敷保护涂 层镦拔后，成形火次采用换向拔长加保护涂层的方法进行锻造，成功获得了高低倍组织和 力学性能均匀稳定的合格WSTi3515S合金板材，且成品率提高了 20%~30%，板材组织和 性能稳定，适用于工业化生产。
[0047] 实施例1
[0048] 步骤1 :开坯锻造，将WSTi3515S合金铸锭包裹上碳钢包套，碳钢包套的厚度为 3mm，加热前涂敷型号为TB1200-15的钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂，涂敷3遍，涂 敷前坯料表面的油污、脏物等要清理干净。在电阻炉或天然气炉中加热至1270°C，铸锭 直径为560mm，保温时间为300min，在液压设备上进行锻造，锻比控制在2,得到开坯后的 WSTi3515S合金坯料，横截面边长尺寸为260mm的长方体坯料；
[0049] 步骤2 :改锻，加热前需涂敷型号为TB1200-15的钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑 剂，涂敷2遍，涂敷前坯料表面的油污、脏物等要清理干净。在电阻炉中加热至1100°C，保温 时间为270min，在液压设备上进行锻造，将步骤1得到的开坯后的WSTi3515S合金坯料进行 4火次（加热温度依次为1100°C、1080°C、1050°C、1050°C )镦拔成横截面宽度为270mm的 长方体板坯；
[0050] 步骤3 :加热前需涂敷型号为TB1200-15的钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂，涂 敷4遍，涂敷前坯料表面的油污、脏物等要清理干净。在电阻炉中加热至1050°C，保温时间 270min，在液压设备上进行锻造，将步骤2得到的长方体板坯的径向延展，沿径向拔长到宽 度为300mm，径向拔长比控制在1. 5,得到板坯A (厚*宽*长尺寸为225 X 300 X 500mm);
[0051] 步骤4 :加热前需涂敷型号为TB1200-15的钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂， 涂敷4遍，涂敷前坯料表面的油污、脏物等要清理干净。在电阻炉中加热至1050°C，保 温时间llOmin，在液压设备上进行锻造，将步骤3得到的板坯A的长度方向延展，沿轴 向拔长板材，轴向拔长比控制在2,拔长后长度为720mm，得到板坯B (厚*宽*长尺寸为 170 X 300 X 650mm);
[0052] 步骤5 :加热前需涂敷钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂，型号为TB1200-15,涂 敷3遍，涂敷前坯料表面的油污、脏物等要清理干净。在电阻炉中加热至1030°C，保温时 间为90min，在液压设备上进行锻造，将步骤4得到的板坯B的宽度沿径向拔到成品宽度 320mm，径向拔长比为1.3,得到板坯C(厚*宽*长尺寸为130X320X790mm);
[0053] 步骤6 :加热前需涂敷钛合金锻造工艺用玻璃防护润滑剂，型号为TB1200-15， 涂敷3遍，涂敷前坯料表面的油污、脏物等要清理干净。在电阻炉中加热至950°C，保温 时间90min，在液压设备上进行锻造，并在950°C用1火次将步骤5得到的板坯C，使厚度 和长度拔到成品尺寸，径向宽度不变，轴向拔长比为1. 5,得到板坯D(厚*宽*长尺寸为 100X320X1000 mm);
[0054] 步骤7 :将步骤6得到的板坯D用刨床加工到板材成品厚*宽*长尺寸 90 X 300 X 900mm，表面