专利名称：一种ta7eli钛合金饼材的制备方法
技术领域：
本发明属于钛合金饼材制备技术领域，具体涉及一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法。
背景技术：
TA7ELI是一种Ti-Al-Sn系三元全α钛合金。在退火态下具有中等强度和足够的塑性，焊接性能良好。可作为500°C以下温度使用的结构材料，短时使用温度可达900°C，在超低温(_253°C )还具有良好的韧性和综合性能，是优良的超低温用合金。目前通过常规锻造加工生产困难很大，存在的主要问题是在锻造过程中经常出现严重的开裂，产品低温 (-2530C )性能指标不稳定，严重影响产品的成材率甚至造成整批报废。
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，提供一种方法简单， 易实现工业化生产的TA7ELI钛合金饼材的制备方法。采用该方法制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度彡800MPa,屈服强度彡750MPa,延伸率彡12%,断面收缩率彡30%,-253°C 时抗拉强度彡1300Mpa，延伸率彡9%。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、按照Ti-5. 7A1-2. 5Sn_0. 15Fe_0. 100进行原料的配料，将原料经三次真空自耗电弧炉熔炼得到铸锭，对铸锭扒皮后切去铸锭冒口和锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；步骤二、将步骤一中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上100°C 150°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除拔长锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为50% 70% ；步骤三、将步骤二中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上30°C 40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造多火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述每火次锻造的锻比均为3. 4 4 ；步骤四、将步骤三中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20°C 30°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷； 所述拔长锻造的变形量为50% 60% ；步骤五、将步骤四中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20°C 30°C的条件下镦粗和整形锻造一火次，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材；所述锻造的变形量为40% 50%。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤二中所述拔长锻造的终锻温度不低于900°C。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤二中所述锻造过程中采用油压机进行拔长锻造。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤三中所述每火次锻造的终锻温度均不低于850°C。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤三中所述锻造过程中采用油压机进行反复镦粗和拔长锻造。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤三中所述多火次为两火次。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤四中所述拔长锻造的终锻温度不低于850°C。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤四中所述锻造过程中采用油压机进行拔长锻造。上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤五中所述锻造的终锻温度不低于 850 0C ο上述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，步骤五中所述锻造过程中采用电液锤进行镦粗和整形锻造。本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明方法简单，易实现工业化生产。2、本发明采用反复镦粗和拔长锻造结合进行，同时利用大吨位油压机使钛合金的晶粒得到充分破碎，使饼材组织均勻，每次锻造后采用打磨方式除去锻造过程中产生的开裂、折叠表面缺陷，消除对后续锻造的影响。最后一火次采用电液锤成型，以保证锻件表面质量良好、避免芯部产生过热组织。3、采用本发明的方法制备的TA7ELI钛合金饼材表面质量良好，组织均勻，产品内部缺陷少，产品稳定性好，合格率大大提高。4、采用本发明的方法制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度> SOOMPa,屈服强度彡750MPa，延伸率彡12%，断面收缩率彡30%，_253°C时抗拉强度彡1300Mpa，延伸率
^ 9%。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。
具体实施例方式实施例1步骤一、按照Ti-5. 7A1-2. 5Sn_0. 15Fe_0. 100进行原料的配料，将原料经三次真空自耗电弧炉熔炼得到铸锭，对铸锭扒皮后切去铸锭冒口和锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；步骤二、采用2500T油压机将步骤一中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上100°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除拔长锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为50%，终锻温度不低于900°C ；步骤三、采用2500T油压机将步骤二中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上30°C的条件下反复镦粗和拔长(三镦三拔)锻造两火次，第一火次锻比为4，第二火次锻比为3. 4，每火次终锻温度均不低于850°C，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；
步骤四、采用2500T油压机将步骤三中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下30°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为50%，终锻温度不低于850°C ；步骤五、采用3T电液锤将步骤四中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下30°C的条件下进行镦粗和整形锻造，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材；所述锻造的变形量为40%，终锻温度不低于850°C。本实施例制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度为810MPa，屈服强度为775MPa， 延伸率为14%，断面收缩率为31%，-253°C时抗拉强度为1300Mpa，延伸率为10%。实施例2步骤一、按照Ti-5. 7A1-2. 5Sn_0. 15Fe_0. 100进行原料的配料，将原料经三次真
空自耗电弧炉熔炼得到铸锭，对铸锭扒皮后切去铸锭冒口、锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；步骤二、采用2500T油压机将步骤一中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上150°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除拔长锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为70%，终锻温度不低于900°C ；步骤三、采用2500T油压机将步骤二中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上40°C的条件下反复镦粗和拔长(三镦三拔)锻造两火次，第一火次的锻比为3. 8，第二火次的锻比为3. 5，每火次终锻温度均不低于850°C，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；步骤四、采用2500T油压机将步骤三中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为60%，终锻温度不低于850°C ；步骤五、采用3T电液锤将步骤四中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20°C的条件下进行镦粗和整形锻造，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材；所述锻造的变形量为50%，终锻温度不低于850°C。本实施例制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度为800MPa，屈服强度为750MPa， 延伸率为12%，断面收缩率为30%，-253°C时抗拉强度为1300Mpa，延伸率为9%。实施例3步骤一、按照Ti-5. 7A1-2. 5Sn_0. 15Fe_0. 100进行原料的配料，将原料经三次真
空自耗电弧炉熔炼得到铸锭，对铸锭扒皮后切去铸锭冒口、锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；步骤二、采用2500T油压机将步骤一中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上120°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除拔长锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为60%，终锻温度不低于900°C ；步骤三、采用2500T油压机将步骤二中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上35°C的条件下反复镦粗和拔长(三镦三拔)锻造两火次，第一火次的锻比为3. 4，第二火次的锻比为4，每火次终锻温度均不低于850°C，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；步骤四、采用2500T油压机将步骤三中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下25°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为55%，终锻温度不低于850°C ；步骤五、采用3T电液锤将步骤四中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下25°C的条件下进行镦粗和整形锻造，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材；所述锻造的变形量为45%，终锻温度不低于850°C。本实施例制备的TA7ELI钛合金饼材室温拉伸强度为830MPa，屈服强度为770MPa， 延伸率为14%，断面收缩率为32%，-253°C时抗拉强度为1325Mpa，延伸率为11%。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TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、按照Ti-5. 7A1-2. 5Sn-0. 15Fe-0. 100进行原料的配料，将原料经三次真空自耗电弧炉熔炼得到铸锭，对铸锭扒皮后切去铸锭冒口和锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；步骤二、将步骤一中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上100°C 150°C 的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除拔长锻造后的铸锭表面缺陷； 所述拔长锻造的变形量为50% 70% ；步骤三、将步骤二中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以上30°C 40°C的条件下反复镦粗和拔长锻造多火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述每火次锻造的锻比均为3. 4 4 ；步骤四、将步骤三中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20°C 30°C的条件下拔长锻造一火次，空冷至室温后采用打磨方式去除锻造后的铸锭表面缺陷；所述拔长锻造的变形量为50% 60% ；步骤五、将步骤四中去除表面缺陷的铸锭在温度为铸锭β相变点以下20°C 30°C的条件下镦粗和整形锻造一火次，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材；所述锻造的变形量为 40% 50%。
2.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述拔长锻造的终锻温度不低于900°C。
3.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述锻造过程中采用油压机进行拔长锻造。
4.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述每火次锻造的终锻温度均不低于850°C。
5.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述锻造过程中采用油压机进行反复镦粗和拔长锻造。
6.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述多火次为两火次。
7.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述拔长锻造的终锻温度不低于850°C。
8.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述锻造过程中采用油压机进行拔长锻造。
9.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述锻造的终锻温度不低于850°C。
10.根据权利要求1所述的一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述锻造过程中采用电液锤进行镦粗和整形锻造。
全文摘要
本发明公开了一种TA7ELI钛合金饼材的制备方法，该方法为一、经三次真空自耗电弧炉熔炼铸锭，扒皮后切去冒口和锭底，然后通过打磨的方法去除铸锭表面缺陷；二、将铸锭拔长锻造一火次；三、将锻造后的铸锭反复镦粗和拔长锻造多火次；四、将反复镦粗和拔长锻造后的铸锭拔长锻造一火次；五、将拔长锻造后的铸锭镦粗和整形锻造一火次，空冷至室温得到TA7ELI钛合金饼材。采用本发明方法制备的TA7ELI钛合金饼材表面质量良好，组织均匀，内部缺陷少，饼材室温拉伸强度≥800MPa，屈服强度≥750MPa，延伸率≥12％，断面收缩率≥30％，-253℃时抗拉强度≥1300Mpa，延伸率≥9％。
文档编号B21J1/06GK102492907SQ20111040562
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者侯鹏, 吴华, 李维, 李进元, 王宏权, 蒲宣, 郭征 申请人:西部钛业有限责任公司