本发明属于钛合金锻造加工领域，涉及一种钛合金棒坯拔长锻造方法。
背景技术：
钛合金因其优良的强、韧性能与耐蚀性能而成为航空、航天及航海领域的重要选材。其用量正随着武器与装备水平的提高而不断增大，具有广阔的市场前景。各种高品质装备零部件的研制生产离不开高质量、与高稳定性的坯料，包括棒材、板材、丝材、管材等。钛合金中棒材的通用性最强，用量也最大。现阶段，国内外钛合金棒材的制备最常用的技术手段是通过快锻机以自由锻造的方式对铸锭进行多火次的反复镦拔变形，最终实现棒材组织均匀细化的目标。鉴于自由锻造可控性不足的工艺特点，在反复镦拔过程中，努力使棒坯的变形尽可能高效且一致的按照设计的路径进行，对于保证成品棒材各部位的组织均匀性与稳定性至关重要，因此一直是工程技术人员的追求方向。
中国专利申请“一种改善钛合金大规格棒材组织均匀性的方法”(201410087028.3)公开了一种先扁方再四方、满砧进给的拔长变形工艺。其缺点是变形可控性差，棒坯端部与中部的变形难以保持一致，棒坯在两次进给交接处的变形不能充分保证，自由度大，工艺稳定性不足。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种钛合金棒坯拔长锻造方法，以便增强变形可控性，保证棒坯端部与中部变形的一致性，提高工艺稳定性。
本发明的技术方案是：一种钛合金棒坯拔长锻造方法，其特征在于，使用带有上平砧铁1和下平砧铁2的锻造压机，上平砧铁1和下平砧铁2矩形工作面的尺寸相同；其特征在于，拔长锻造的步骤如下：
1、确定每次拔长的进给尺寸l：
l＝(1-k)×w×(1-a)；
式中：
k为重合系数，k＝0.1～0.3；
w为上平砧铁1和下平砧铁2的宽度；
a为拔长变形量，a＝10％～70％；
2、第一次拔长锻造：对从一端起l长度的钛合金棒坯绕钛合金棒坯轴线进行旋转锻造，直到该l长度的钛合金棒坯变形达到a为止；
3、钛合金棒坯进给：将钛合金棒坯进给l长度；
4、按照步骤2叙述的锻造方法进行旋转锻造，直到该l长度的钛合金棒坯变形达到a为止；
5、重复步骤3至步骤4，直到整个钛合金棒坯变形达到a为止。
本发明的优点是：提供了一种钛合金棒坯拔长锻造方法，增强了变形可控性，保证了棒坯端部与中部变形的一致性，提高了工艺稳定性。具体是：本发明可针对任意拔长变形过程，不受限于截面形状与尺寸变化的不同，在满足棒坯截面最终形状与尺寸要求的前提下，从变形的过程入手，实现自由锻造拔长的精细化操控，提高过程的一致性，进而改善棒坯质量。
附图说明
图1是本发明拔长锻造方法的操作示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，一种钛合金棒坯拔长锻造方法，其特征在于，使用带有上平砧铁1和下平砧铁2的锻造压机，上平砧铁1和下平砧铁2矩形工作面的尺寸相同；其特征在于，拔长锻造的步骤如下：
1、确定每次拔长的进给尺寸l：
l＝(1-k)×w×(1-a)；
式中：
k为重合系数，k＝0.1～0.3；
w为上平砧铁1和下平砧铁2的宽度；
a为拔长变形量，a＝10％～70％；
2、第一次拔长锻造：对从一端起l长度的钛合金棒坯绕钛合金棒坯轴线进行旋转锻造，直到该l长度的钛合金棒坯变形达到a为止；
3、钛合金棒坯进给：将钛合金棒坯进给l长度；
4、按照步骤2叙述的锻造方法进行旋转锻造，直到该l长度的钛合金棒坯变形达到a为止；
5、重复步骤3至步骤4，直到整个钛合金棒坯变形达到a为止。
本发明的工作原理是：通过对变形过程与工步的有效控制，使棒坯正处于拔长变形的区域沿横向(垂直于棒坯轴线)的展宽流动同时受到已拔长区和待拔长区的双重约束，增加坯料沿纵向(棒坯轴线)的流动性，从而提高拔长效率，并改善变形的均匀性。
实施例1
以边长200mm的四方钛合金棒坯为坯料进行变形量a为40％的四方对面拔长锻造的具体实施方式：
1、重合度系数k选用0.2，上、下平砧铁宽度w＝400mm，确定的进给量l＝192mm，拔长后四方棒坯的边长为155mm；
2、由棒坯一端192mm长度起始，先沿一对面下压至155mm，然后绕棒坯轴线旋转90°至另一对面，再次下压至155mm，不断重复上述操作，直至截面形状变为边长155mm的四方，完成此部分棒坯的最终拔长锻造；
3、将钛合金棒坯进给192mm长度；
4、按照步骤2叙述的锻造方法进行旋转锻造，直到完成该192mm长度的钛合金棒坯的拔长锻造；
5、重复步骤3至步骤4，直到整个钛合金棒坯变成边长为155mm的四方棒坯，完成整个拔长操作。
实施例2
以边长400mm的四方钛合金棒坯为坯料进行变形量a为35％的四方棱变面拔长锻造的具体实施方式：
1、重合度系数k选用0.15，上、下平砧铁宽度w＝400mm，确定的进给量l＝221mm，拔长后四方棒坯的边长为322mm；
2、由棒坯一端221mm长度起始，先沿一对角线下压至322mm，然后绕棒坯轴线旋转90°至另一对角线，再次下压至322mm，不断重复上述操作，直至截面形状变为边长322mm的四方，完成此部分棒坯的最终拔长锻造；
3、将钛合金棒坯进给221mm长度；
4、按照步骤2叙述的锻造方法进行旋转锻造，直到完成该221mm长度的钛合金棒坯的拔长锻造；
5、重复步骤3至步骤4，直到整个钛合金棒坯变成边长为322mm的四方棒坯，完成整个拔长操作。
实施例3
以直径300mm的钛合金棒坯为坯料进行变形量a为45％的六方拔长锻造的具体实施方式：
1、重合度系数k选用0.2，上、下平砧铁宽度w＝300mm，确定的进给量l＝132mm，拔长后六方棒坯的对面间距为212mm；
2、由棒坯一端132mm长度起始，下压至212mm，然后绕棒坯轴线旋转60°，再次下压至212mm，不断重复上述操作，直至截面形状变为对面间距为212mm的正六方，完成此部分棒坯的最终拔长锻造；
3、将钛合金棒坯进给132mm长度；
4、按照步骤2叙述的锻造方法进行旋转锻造，直到完成该132mm长度的钛合金棒坯的拔长锻造；
5、重复步骤3至步骤4，直到整个钛合金棒坯变成对面间距为212mm的六方棒坯，完成整个拔长操作。
实施例4
以直径250mm的钛合金棒坯为坯料进行变形量a为50％的八方拔长锻造的具体实施方式：
1、重合度系数k选用0.25，上、下平砧铁宽度w＝300mm，确定的进给量l＝112mm，拔长后八方棒坯的对面间距为172mm；
2、由棒坯一端112mm长度起始，下压至150mm，然后绕棒坯轴线旋转90°，下压至150mm，然后绕棒坯轴线旋转45°，下压至172mm，然后绕棒坯轴线旋转90°，下压至172mm，形成八方荒形，再然后不断重复绕棒坯轴线旋转45°，下压至172mm，直至截面形状变为对面间距为172mm的正八方，完成此部分棒坯的最终拔长锻造；
3、将钛合金棒坯进给112mm长度；
4、按照步骤2叙述的锻造方法进行旋转锻造，直到完成该112mm长度的钛合金棒坯的拔长锻造；
5、重复步骤3至步骤4，直到整个钛合金棒坯变成对面间距为112mm的八方棒坯，完成整个拔长操作。