专利名称：一种ta18航空钛管的高精度加工方法
技术领域：
本发明属于钛合金管材技术领域，具体涉及一种TA18航空钛管的高精度加工方法。
背景技术：
TA18(Ti-3Al-2. 5V)合金是低合金化近α的α + β型钛合金。它不仅具有良好的室温、高温机械性能和耐蚀性能，而且具有优异的冷、热加工工艺塑性、成型性和焊接性能。 因此它以优异的综合性能成为航空航天管路系统的首选材料。近年来，随着我国航空航天工业的不断发展，高性能ΤΑ18管材的需求越来越迫切。国内七十年代中期开始ΤΑ18合金进行研究，目前国内对强度级别620MPa的中强管材有较成熟的生产工艺。近年来，随着航空工业的发展，中强级的TA18管材已不能满足需求，对TA18管材的性能提出了更高强度的要求，要求抗拉强度大于等于862MPa，屈服强度大于等于724MPa ；而对于表面粗糙度和尺寸精度则提出了更高的要求管材外表面的粗糙度为Ra彡0. 8 μ m，内表面的粗糙度为Ra彡1. 6 μ m ；管材的外径及内径尺寸公差为 0. 05mm 0. 10mm，壁厚则要求彡0. 95t(t为名义壁厚)。这个要求是普通工业用管材ASTMB 338标准的2倍。靠塑性变形加工的材料的尺寸精度及表面粗糙度与材料的屈服强度密切相关，当强度提高时，由于加工设备、模具弹性变形的影响，模具表面将会承受较大的接触应力，润滑条件更加恶化，管材的尺寸精度和表面粗糙度控制会有较大的困难。国内目前对高强度 TA18管材的加工工艺尚处在研究中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种TA18航空钛管的高精度加工方法。采用该方法加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度0.8 μ m，内表面的粗糙度为Ra彡1. 6 μ m，外径尺寸公差不大于0. 05mm,内径尺寸公差不大于0. 04mm, 壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5%，满足其在航天工业领域的应用要求。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、对TA18管坯进行矫直处理，使管坯的直线度为5mm/m 6mm/m ；步骤二、将氯化石蜡-52灌入步骤一中经矫直处理后的管坯内，旋转管坯使得管坯内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，然后将第一芯棒装入管坯内，在灌入氯化石蜡-52后20min 内将装有第一芯棒的管坯送入轧机中轧制成所需尺寸的半成品管材；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为50L/min 80L/min ；所述第一芯棒的直径比半成品管材的内径小0.2^-0.5%,且第一芯棒的第一定径段Ll上距离第一芯棒端部20mm 80mm 的区域具有0. 004 0. 008的锥度；
步骤三、将步骤二中所述半成品管材中的第一芯棒取出，然后将氯化石蜡-52灌入半成品管材内，旋转半成品管材使得半成品管材内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，再将第二芯棒装入半成品管材内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第二芯棒的半成品管材送入轧机中轧制成所需尺寸的管材；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为 50L/min 80L/min ；所述第二芯棒的直径比管材的内径小0. 2% 0. 5%，且第二芯棒的第二定径段L2上距离第二芯棒端部20mm 80mm的区域具有0. 004 0. 008的锥度；步骤四、重复步骤三1 8次，得到外径公差不大于0.05mm，内径公差不大于 0. 04mm，壁厚公差不大于壁厚名义尺寸的5%的TA18航空钛管。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，步骤一中所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空钛管壁厚公差的1. 5倍。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，步骤二中所述第一芯棒的尺寸精度为IT5级或IT6级，第一芯棒的形位公差精度为IT4级或IT5级，第一芯棒的表面粗糙度 Ra ^ 0. 8 μ m,第一芯棒的硬度为58HRC 62HRC。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，步骤三中所述第二芯棒的尺寸精度为IT5级或IT6级，第二芯棒的形位公差精度为IT4级或IT5级，第二芯棒的表面粗糙度 Ra ^ 0. 8 μ m,第二芯棒的硬度为58HRC 62HRC。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，步骤二和步骤三中所述轧机的轧速均为40次/分钟 60次/分钟，轧机的送进量均为2mm/次 4mm/次，轧机的滑道定径段均具有0. 003 0. 005的斜度，轧机的轧辊开口深度均为沿轧辊高度方向2mm 4mm。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，所述轧辊的尺寸精度均为IT5级或 IT6级，轧辊的形位公差精度均为IT4级或IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，所述滑道的尺寸精度为IT5级或 IT6级，滑道的形位公差精度为IT4级或IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为 58HRC 62HRC。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，步骤二中所述轧机的选择原则为 当半成品管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机。上述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，步骤三中所述轧机的选择原则为 当管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机。本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明通过冷轧工艺实现，技术简单可行，成本较低。2、本发明主要通过控制模具的技术参数，即控制模具的尺寸精度、开口尺寸、表面粗糙度来实现，对操作人员的要求较低，可操作性较高。3、本发明通过综合控制模具的尺寸及开口参数、轧机的规格行程、润滑剂的牌号流量、管坯的壁厚公差及轧制时的轧速、送进量来达到所要求的管材的尺寸精度及表面粗糙度，生产出的管材尺寸稳定，能够使管材的任意一个截面都达到要求。
4、采用本发明方法加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度Ra彡0. 8 μ m，内表面的粗糙度为Ra彡1. 6 μ m，外径尺寸公差不大于0. 05mm,内径尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5%，满足其在航天工业领域的应用要求。5、本发明适用于抗拉强度彡862MPa，屈服强度彡724MPa，高尺寸精度、低表面粗糙度的TA18航空钛管的生产。下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明管坯与第一芯棒装配的结构示意图。图2为本发明半成品管材与第二芯棒装配的结构示意图。附图标记说明1-管坯；2-第一芯棒；3-半成品管材；4-第二芯棒。
具体实施例方式实施例1步骤一、对常规工艺制备的TA18管坯(外径45mm，壁厚8mm)进行矫直处理，使管坯的直线度为5mm/m ；本实施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空钛管壁厚公差的1. 5倍；步骤二、将氯化石蜡-52灌入步骤一中经矫直处理后的管坯1内，旋转管坯1使得管坯1内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，然后将第一芯棒2装入管坯1内，在灌入氯化石蜡-52 后20min内将装有第一芯棒2的管坯1送入轧机中轧制成半成品管材3 (外径32mm，壁厚 4. 5mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921 (山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为50L/min ；所述第一芯棒2的直径89mm)比半成品管材3的内径小0. 5%， 且第一芯棒2的第一定径段Ll上距离第一芯棒2端部20mm的区域具有0. 008的锥度；(管坯1与第一芯棒2装配的结构示意图如图1所示)；本实施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度为IT5级，第一芯棒2的形位公差精度为 IT4级，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为40次/分钟，轧机的送进量为2mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 005的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向2mm ；所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IjM级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT4级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当半成品管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤三、将步骤二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后将氯化石蜡-52 灌入半成品管材3内，旋转半成品管材3使得半成品管材3内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，再将第二芯棒4装入半成品管材3内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第二芯棒4的半成品管材3送入轧机中轧制成管材(外径22mm，壁厚3mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921 (山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为50L/min ；所述第二芯棒4 的直径(15.92mm)比管材的内径小0. 5%，且第二芯棒4的第二定径段L2上距离第二芯棒 4端部20mm的区域具有0. 008的锥度；(半成品管材3与第二芯棒4装配的结构示意图如图2所示)；本实施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度为IT5级，第二芯棒4的形位公差精度为 IT4级，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为40次/分钟，轧机的送进量为2mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 005的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向2mm ；所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IjM级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT4级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤四、重复步骤三8次，得到外径公差不大于0. 05mm,内径公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名义尺寸的5%的TA18航空钛管(外径6mm，壁厚Imm)。本实施例加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，内表面的粗糙度为 Ra ( 1. 6 μ m，外径尺寸公差不大于0. 05mm,内径尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5%，满足航天工业领域对TA18钛管的要求。实施例2步骤一、对常规工艺制备的TA18管坯(外径25mm，壁厚3. 5mm)进行矫直处理，使管坯的直线度为6mm/m ；本实施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空钛管壁厚公差的1. 5倍；步骤二、将氯化石蜡-52灌入步骤一中经矫直处理后的管坯1内，旋转管坯1使得管坯1内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，然后将第一芯棒2装入管坯1内，在灌入氯化石蜡-52 后20min内将装有第一芯棒2的管坯1送入轧机中轧制成所需尺寸的半成品管材3 (外径 22mm，壁厚2. 5mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921 (山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为80L/min ；所述第一芯棒2的直径(16. 97mm)比半成品管材3的内径小0. 2%，且第一芯棒2的第一定径段Ll上距离第一芯棒2端部80mm的区域具有0. 004的锥度；(管坯1与第一芯棒2装配的结构示意图如图1所示)；本实施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度为IT5级，第一芯棒2的形位公差精度为 IT5级，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为60次/分钟，轧机的送进量为4mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 003的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向4mm;所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当半成品管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤三、将步骤二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后将氯化石蜡-52灌入半成品管材3内，旋转半成品管材3使得半成品管材3内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，再将第二芯棒4装入半成品管材3内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第二芯棒4的半成品管材3送入轧机中轧制成所需尺寸的管材(外径19mm，壁厚2mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921(山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9 的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为80L/min ；所述第二芯棒4的直径(14.97mm)比管材的内径小0. 2%，且第二芯棒4的第二定径段L2上距离第二芯棒4端部80mm的区域具有0. 004的锥度；(半成品管材3与第二芯棒4装配的结构示意图如图2所示)；本实施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度为IT5级，第二芯棒4的形位公差精度为 IT5级，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为60次/分钟，轧机的送进量为4mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 003的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向4mm;所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤四、重复步骤三3次，得到外径公差不大于0. 05mm,内径公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名义尺寸的5%的TA18航空钛管(外径12mm，壁厚Imm)。本实施例加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，内表面的粗糙度为 Ra ( 1. 6 μ m，外径尺寸公差不大于0. 05mm,内径尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5%，满足航天工业领域对TA18钛管的要求。实施例3步骤一、对常规工艺制备的TA18管坯(外径^mm,壁厚3. 5mm)进行矫直处理，使管坯的直线度为5mm/m;本实施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空钛管壁厚公差的1. 5倍；步骤二、将氯化石蜡-52灌入步骤一中经矫直处理后的管坯1内，旋转管坯1使得管坯1内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，然后将第一芯棒2装入管坯1内，在灌入氯化石蜡-52 后20min内将装有第一芯棒2的管坯1送入轧机中轧制成所需尺寸的半成品管材3 (外径 25mm，壁厚3mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921 (山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为60L/min ；所述第一芯棒2的直径(18. 95mm)比半成品管材3的内径小 0.3%,且第一芯棒2的第一定径段Ll上距离第一芯棒2端部50mm的区域具有0. 006的锥度；(管坯1与第一芯棒2装配的结构示意图如图1所示)；本实施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度为IT6级，第一芯棒2的形位公差精度为 IT5级，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为50次/分钟，轧机的送进量为3mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 004的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向3mm ；所述轧辊的尺寸精度为IT6级，轧辊的形位公差精度为IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT6级，滑道的形位公差精度为IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当半成品管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤三、将步骤二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后将氯化石蜡-52 灌入半成品管材3内，旋转半成品管材3使得半成品管材3内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，再将第二芯棒4装入半成品管材内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第二芯棒4的半成品管材3送入轧机中轧制成所需尺寸的管材(外径22mm，壁厚2. 5mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921(山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9 的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为70L/min ；所述第二芯棒4的直径(16. 93mm)比管材的内径小0. 4%，且第二芯棒4的第二定径段L2上距离第二芯棒4端部50mm的区域具有0. 006的锥度；(半成品管材3与第二芯棒4装配的结构示意图如图2所示)；本实施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度为IT5级，第二芯棒4的形位公差精度为 IT5级，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为60次/分钟，轧机的送进量为4mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 003的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向4mm;所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤四、重复步骤三1次，得到外径公差不大于0. 05mm,内径公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名义尺寸的5%的TA18航空钛管(外径20mm，壁厚1. 8mm)。本实施例加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，内表面的粗糙度为 Ra ( 1. 6 μ m，外径尺寸公差不大于0. 05mm,内径尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5%，满足航天工业领域对TA18钛管的要求。实施例4步骤一、对常规工艺制备的TA18管坯(外径18mm，壁厚2mm)进行矫直处理，使管坯的直线度为6mm/m ；本实施例中，所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空钛管壁厚公差的1. 5倍；步骤二、将氯化石蜡-52灌入步骤一中经矫直处理后的管坯1内，旋转管坯1使得管坯1内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，然后将第一芯棒2装入管坯1内，在灌入氯化石蜡-52 后20min内将装有第一芯棒2的管坯1送入轧机中轧制成所需尺寸的半成品管材3 (外径 16mm，壁厚1. 5mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921 (山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为70L/min ；所述第一芯棒2的直径(12. 95mm)比半成品管材3的内径小0. 4%，且第一芯棒2的第一定径段Ll上距离第一芯棒2端部60mm的区域具有0. 005的锥度；(管坯1与第一芯棒2装配的结构示意图如图1所示)；本实施例中，所述第一芯棒2的尺寸精度为IT5级，第一芯棒2的形位公差精度为 IT4级，第一芯棒2的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第一芯棒2的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为40次/分钟，轧机的送进量为4mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 005的斜度，轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向2mm ；所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当半成品管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤三、将步骤二中所述半成品管材3中的第一芯棒2取出，然后将氯化石蜡-52 灌入半成品管材3内，旋转半成品管材3使得半成品管材3内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，再将第二芯棒4装入半成品管材3内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第二芯棒4的半成品管材3送入轧机中轧制成所需尺寸的管材(外径14mm，壁厚1. 2mm)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921(山东威海云清化工开发院生产)与46号机油按照1 9 的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为50L/min ；所述第二芯棒4的直径(11.57mm)比管材的内径小0. 3%，且第二芯棒4的第二定径段L2上距离第二芯棒4端部70mm的区域具有0. 005的锥度；(半成品管材3与第二芯棒4装配的结构示意图如图2所示)；本实施例中，所述第二芯棒4的尺寸精度为IT6级，第二芯棒4的形位公差精度为 IT5级，第二芯棒4的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，第二芯棒4的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的轧速为60次/分钟，轧机的送进量为4mm/次，轧机的滑道定径段具有0. 005的斜度， 轧机的轧辊开口深度为沿轧辊高度方向3mm ；所述轧辊的尺寸精度为IT5级，轧辊的形位公差精度为IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC ；所述滑道的尺寸精度为IT5级，滑道的形位公差精度为IT5级，滑道的表面粗糙度Ra < 0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC ；所述轧机的选择原则为当管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机；步骤四、重复步骤三4次，得到外径公差不大于0. 05mm,内径公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名义尺寸的5%的TA18航空钛管(外径6mm，壁厚0. 5mm)。本实施例加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度Ra < 0. 8 μ m，内表面的粗糙度为 Ra ( 1. 6 μ m，外径尺寸公差不大于0. 05mm,内径尺寸公差不大于0. 04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5%，满足航天工业领域对TA18钛管的要求。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、对TA18管坯进行矫直处理，使管坯的直线度为5mm/m 6mm/m ；步骤二、将氯化石蜡-52灌入步骤一中经矫直处理后的管坯(1)内，旋转管坯(1)使得管坯(1)内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，然后将第一芯棒( 装入管坯(1)内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第一芯棒O)的管坯(1)送入轧机中轧制成所需尺寸的半成品管材(3)；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为50L/min 80L/min ；所述第一芯棒⑵的直径比半成品管材⑶的内径小0.2% 0.5%，且第一芯棒⑵的第一定径段Ll上距离第一芯棒(2)端部20mm 80mm的区域具有0. 004 0. 008的锥度；步骤三、将步骤二中所述半成品管材(3)中的第一芯棒( 取出，然后将氯化石蜡-52 灌入半成品管材(3)内，旋转半成品管材C3)使得半成品管材(3)内壁均勻涂抹氯化石蜡-52，再将第二芯棒(4)装入半成品管材C3)内，在灌入氯化石蜡-52后20min内将装有第二芯棒的半成品管材C3)送入轧机中轧制成所需尺寸的管材；所述轧制过程中采用钛合金拉伸油极压剂129921与46号机油按照1 9的体积比混合而成的润滑剂作为外壁润滑剂，并控制外壁润滑剂的流量为50L/min 80L/min ；所述第二芯棒(4)的直径比管材的内径小0.2% 0.5%，且第二芯棒(4)的第二定径段L2上距离第二芯棒(4)端部20mm 80mm的区域具有0. 004 0. 008的锥度；步骤四、重复步骤三1 8次，得到外径公差不大于0. 05mm,内径公差不大于0. 04mm, 壁厚公差不大于壁厚名义尺寸的5%的TA18航空钛管。
2.根据权利要求1所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，步骤一中所述TA18管坯的壁厚公差不大于TA18航空钛管壁厚公差的1. 5倍。
3.根据权利要求1所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，步骤二中所述第一芯棒O)的尺寸精度为IT5级或IT6级，第一芯棒O)的形位公差精度为IT4 级或IT5级，第一芯棒O)的表面粗糙度Ra彡0.8 μ m，第一芯棒O)的硬度为58HRC 62HRC。
4.根据权利要求1所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，步骤三中所述第二芯棒的尺寸精度为IT5级或IT6级，第二芯棒的形位公差精度为IT4 级或IT5级，第二芯棒的表面粗糙度Ra彡0.8 μ m，第二芯棒的硬度为58HRC 62HRC。
5.根据权利要求1所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，步骤二和步骤三中所述轧机的轧速均为40次/分钟 60次/分钟，轧机的送进量均为2mm/次 4mm/次，轧机的滑道定径段均具有0. 003 0. 005的斜度，轧机的轧辊开口深度均为沿轧辊高度方向2mm 4mmο
6.根据权利要求5所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，所述轧辊的尺寸精度均为IT5级或IT6级，轧辊的形位公差精度均为IT4级或IT5级，轧辊的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，轧辊的硬度为58HRC 62HRC。
7.根据权利要求5所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，所述滑道的尺寸精度为IT5级或IT6级，滑道的形位公差精度为IT4级或IT5级，滑道的表面粗糙度Ra彡0. 8 μ m，滑道的硬度为58HRC 62HRC。
8.根据权利要求1所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，步骤二中所述轧机的选择原则为当半成品管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时， 选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机。
9.根据权利要求1所述的一种TA18航空钛管的高精度加工方法，其特征在于，步骤三中所述轧机的选择原则为当管材的尺寸落入两种尺寸系列轧机的尺寸范围内时，选用两种尺寸系列中较小尺寸系列的轧机。
全文摘要
本发明公开了一种TA18航空钛管的高精度加工方法，该方法为一、对TA18管坯进行矫直处理；二、在管坯内壁均匀涂抹氯化石蜡-52，装入第一芯棒轧制成所需尺寸的半成品管材；三、将半成品管材中的第一芯棒取出，涂抹氯化石蜡-52后装入第二芯棒轧制成所需尺寸的管材；四、重复步骤三1～8次，得到TA18航空钛管。本发明通过冷轧工艺实现，技术简单可行，成本较低。采用本发明方法加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度Ra≤0.8μm，内表面的粗糙度为Ra≤1.6μm，外径尺寸公差不大于0.05mm，内径尺寸公差不大于0.04mm，壁厚尺寸公差不大于壁厚名义尺寸的5％，满足其在航天工业领域的应用要求。
文档编号B21B17/02GK102389900SQ201110276430
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月17日 优先权日2011年9月17日
发明者南莉, 席锦会, 廖强, 张红法, 文周峰, 李刚, 杨亚社, 杨建朝, 杨永福, 林继频, 王莎, 罗登超, 董宏军, 韦培, 齐元昊 申请人:西部钛业有限责任公司