一种高精度钛合金管材的轧制方法
【专利摘要】本发明涉及一种高精度钛合金管材的轧制方法，该方法是将制备好的钛合金管坯采用两辊和三辊结合的方式进行轧制，轧制方法为单送进双回转，控制两辊轧制Q值为0.4～2，多辊轧制Q值为0.4～9，间隙量为0.2～2mm，轧制好的成品管材通过外表面抛磨和内表面绗磨的方式进行处理后得到外表面粗糙度Ra≤0.6μm，内表面粗糙度Ra≤0.2μm，外径尺寸公差≤0.04mm，内径尺寸公差≤0.03，壁厚尺寸公差≤名义壁厚的3%的钛合金管材。本发明同现有技术相比，所获得的产品尺寸公差精度更高，内外表面质量更好。
【专利说明】一种高精度钛合金管材的乳制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料【技术领域】，特别是涉及一种高精度钛合金管材的轧制方法。
【背景技术】
[0002]随着我国航空航天、石化和核电产业的深入发展，对高精度、高强度、耐腐蚀、耐高温的钛合金管材的需求越来越广泛，同时对钛合金管材的尺寸公差、内外表面质量的要求也越来越苛刻。
[0003]目前，钛合金管材的制备方法有如下几种方式:1、将棒坯进行机工后再钻孔；2、采用挤压或斜轧方式穿孔制坯，镗孔后温轧或冷轧；3、直接用板材卷焊。其中以轧制方式生产钛合金管材的方法中，由于钛合金存在弹性模量低、比强度高、变形抗力大等特性，在管材的轧制过程中容易开裂，造成产品尺寸公差精度低、表面质量不好，难以满足航空航天、石化和核电产业对钛合金管材高精度、高性能的要求。
[0004]目前国内对于高精度钛合金管材的轧制技术还处在研究阶段。
[0005]中国专利CN 102389900 A提供了一种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I?8次，得到TA18航空钛管。通过该专利方法加工的TA18航空钛管外表面的粗糙度RaS 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%，其结果相对较好，但也并不尽如人意。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种产品尺寸公差精度更高，表面质量更好的高精度钛合金管材的轧制方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种高精度钛合金管材的轧制方法，其特征是:将制备好的钛合金管坯采用两辊和三棍结合的方式进行轧制，轧制方法为单送进双回转方式，控制两棍轧制Q值为0.4?2,多棍轧制Q值为0.4?9，间隙量为0.2?2mm，轧制好的成品管材通过外表面抛磨和内表面绗磨的方式进行处理后得到外表面粗糙度Ra < 0.6 μ m，内表面粗糙度Ra < 0.2 μ m，外径尺寸公差彡0.04mm,内径尺寸公差彡0.03，壁厚尺寸公差彡名义壁厚的3%的钛合金管材。
[0008]所述钛合金管还为挤压管还，或斜轧穿孔管还，或棒还机加钻孔管还。
[0009]所述轧制时，以氯化石蜡为内壁润滑剂，以重量比8?10:1机油和石蜡的混合液为外壁润滑剂。
[0010]所述轧制过程中，中间品管材每轧制I?3道次后进行内外表面处理，酸洗或碱洗和水洗，及镗孔处理。
[0011]所述轧制过程中，每轧制I?3道次进行热处理，所述热处理采用650?750°C /I?1.5h的热处理制度。
[0012]所述轧制过程中，管材在进行热处理之前首先采用超声波或除油剂进行清洗，然后酸洗、水洗和烘干处理。
[0013]所述外表面抛磨时,控制抛磨单边0.1?0.9mm。
[0014]所述内表面绗磨时,控制绗磨单边0.02?0.2mm。
[0015]本发明具有以下技术特点:
1、本发明采用单送进双回转的轧制方法，有效的消除了轧制产生的凸点，减少了轧制缺陷和缺陷源，同时较大提高了管材的椭圆度。
[0016]2、本发明通过控制Q值和间隙量，在两辊轧制时采用小Q值(即:增大减径量、减少减壁量)，充分发挥两辊的纠偏能力，有效保证了管材的尺寸公差。
[0017]3、本发明采用抛磨机和绗磨的方法进行管材内外表面处理，在保证管材内外表面的同时，进一步改善了尺寸精度。
[0018]综上所述，通过本发明的方法，可获得尺寸公差精度高，内外表面质量好的高精度钛合金管材，该钛合金管材，外表面粗糙度Ra < 0.6 μ m，内表面的粗糙度Ra < 0.2 μ m，外径尺寸公差< 0.04mm,内径尺寸公差< 0.03，壁厚尺寸公差<名义壁厚的3%，内圆精度可达到 0.02mm、圆度< 0.03mm。
[0019]本发明从工艺的角度与中国专利CN 102389900 A相比，具有:
1、增加了单送进双回转的轧制方式。
[0020]2、控制了轧制过程中的Q值和间隙量。
[0021]3、采用了抛磨机和绗磨的方法处理管材表面。
[0022]4、最终用该法得到的管材产品无论粗糙度还是尺寸公差都比对比专利的好。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实例对本发明的【具体实施方式】作详细说明。应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。
[0024]实施例1:
采用TA18 (]5 70\5111111挤压管坯，经1^60两辊冷轧管机和0)60三辊冷轧管机，生产Φ35Χ3.5_。轧制方法为单送进双回转(单送进双回转是指在轧管机的一个轧制周期内进行一次送进，在前、后死点处各进行一次约57°回转。)，两辊轧制Q值为0.41?0.47，三辊轧制Q值为0.5?1.46，间隙量为0.2?lmm。轧制时，采用的氯化石蜡为内壁润滑剂，采用机油和石蜡的混合液为外壁润滑剂(重量比8?10:1)。轧制后管材在热处理之前先进行超声波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100 (体积比)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干处理。轧制I道次后进行内表面镗孔的方式处理。每轧制I道次后，中间品和成品热处理采用650?750°C /I?1.5h的热处理制度。最终成品管材进行外表面抛磨(抛磨单边0.5mm),内表面绗磨(绗磨单边0.1mm)的方式处理。检测成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.6 μ m，内表面的粗糙度为Ra0.2 μ m ;尺寸公差:外径尺寸偏差±0.04mm,内径尺寸偏差±0.03，壁厚尺寸偏差±0.lmm。
[0025]实施例2:
采用TA 18 Φ 90 X 1mm斜轧穿孔管坯，经LG120、LG60、LG30两辊冷轧管机和LD60、LD三辊冷轧管机，生产Φ 20 X lmm。轧制方法为单送进双回转(单送进双回转是指在轧管机的一个轧制周期内进行一次送进，在前、后死点处各进行一次约57°回转。)，两辊轧制Q值为
0.4?1.1，三辊轧制Q值为0.4?5，间隙量为0.3?1.5mm。轧制时，采用的氯化石蜡为内壁润滑剂，采用机油和石蜡的混合液为外壁润滑剂(重量比8?10:1)。轧制后管材在热处理之前先进行超声波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100(体积t匕)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干处理。轧制第1、3道次后进行内表面镗孔的方式处理。每轧制I道次后，中间品和成品热处理采用700?750°C /I?1.5h的热处理制度。最终成品管材进行外表面抛磨(抛磨单边0.4mm),内表面绗磨(绗磨单边0.15mm)的方式处理。检测成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.5 μ m,内表面的粗糙度为Ra0.1 μ m ;尺寸公差:外径尺寸公差±0.03mm,内径尺寸公差±0.02，壁厚尺寸公差±0.03mm。
[0026]实施例3:
采用TC4 Φ 80 X 1mm挤压管坯，经LG90、LG60两辊冷轧管机和LD60三辊冷轧管机，生产Φ 40 X 1.2mm。轧制方法为单送进双回转(单送进双回转是指在轧管机的一个轧制周期内进行一次送进，在前、后死点处各进行一次约57°回转。)，两辊轧制Q值为0.5?0.9，三辊轧制Q值为0.8?3，间隙量为0.2?1.2mm。轧制时，采用的氯化石蜡为内壁润滑剂，采用机油和石腊的混合液为外壁润滑剂(重量比8?10:1)。轧制后管材在热处理之前先进行超声波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100 (体积比)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干处理。轧制第1、2道次后进行内表面镗孔的方式处理。每轧制I道次后，中间品和成品热处理采用750?800°C /I?1.5h的热处理制度。最终成品管材进行外表面抛磨(抛磨单边0.5mm),内表面绗磨(绗磨单边0.2mm)的方式处理。检测成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.5 μ m,内表面的粗糙度为Ra0.2 μ m ;尺寸公差:外径尺寸公差±0.03mm,内径尺寸公差±0.02，壁厚尺寸公差±0.03mm。
[0027]实施例4:
采用Gr.38 Φ 84X 1mm挤压管坯，经LG90、LG60、LG30两辊冷轧管机和LD60、LD30三辊冷轧管机，生产Φ 19X0.9mm。轧制方法为单送进双回转(单送进双回转是指在轧管机的一个轧制周期内进行一次送进，在前、后死点处各进行一次约57°回转。)，两辊轧制Q值为
0.5?1.5，三辊轧制Q值为0.6?4，间隙量为0.2?1.6mm。轧制时，采用的氯化石蜡为内壁润滑剂，采用机油和石蜡的混合液为外壁润滑剂(重量比8?10:1)。轧制后管材在热处理之前先进行超声波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100(体积t匕)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干处理。轧制第1、2、4道次后进行内表面镗孔的方式处理。每轧制I道次后，中间品和成品热处理采用750?800°C /I?1.5h的热处理制度。最终成品管材进行外表面抛磨(抛磨单边0.4mm),内表面绗磨(绗磨单边0.16mm)的方式处理。检测成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.6 μ m，内表面的粗糙度为Ra0.2ym；尺寸公差:外径尺寸公差±0.03mm,内径尺寸公差±0.02，壁厚尺寸公差±0.02mm。
【权利要求】
1.一种高精度钛合金管材的轧制方法，其特征是:将制备好的钛合金管坯采用两辊和三辊结合的方式进行轧制，轧制方法为单送进双回转方式，控制两辊轧制Q值为0.4?2，多辊轧制Q值为0.4?9，间隙量为0.2?2mm，轧制好的成品管材通过外表面抛磨和内表面绗磨的方式进行处理后得到外表面粗糙度Ra < 0.6 μ m，内表面粗糙度Ra < 0.2 μ m，外径尺寸公差彡0.04mm,内径尺寸公差彡0.03，壁厚尺寸公差彡名义壁厚的3%的钛合金管材。
2.按照权利要求1所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述钛合金管坯为挤压管坯，或斜轧穿孔管坯，或棒坯机加钻孔管坯。
3.按照权利要求1所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述轧制时，以氯化石蜡为内壁润滑剂，以重量比8?10:1机油和石蜡的混合液为外壁润滑剂。
4.按照权利要求1所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述轧制过程中，中间品管材每轧制I?3道次后进行镗孔处理。
5.按照权利要求1所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述轧制过程中，每轧制I?3道次进行热处理,所述热处理采用650?750°C /I?1.5h的热处理制度。
6.按照权利要求1或5所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述轧制过程中，管材在进行热处理之前首先采用超声波或除油剂进行清洗，然后酸洗、水洗和烘干处理。
7.按照权利要求1所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述外表面抛磨时，控制抛磨单边0.1?0.9mm。
8.按照权利要求1所述的高精度钛合金管材的轧制方法，其特征在于所述内表面绗磨时，控制绗磨单边0.02?0.2mm。
【文档编号】B21B45/02GK104148439SQ201410321985
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】李永林, 朱宝辉, 蔡国帅, 孟鑫, 刘彦昌, 王培军 申请人:宁夏东方钽业股份有限公司