1.本发明涉及金属加工技术领域,尤其涉及一种超大规格金属坯料的热压蠕变复合方法。
背景技术:2.金属材料在工业领域中有着广泛的应用。近年来,海洋、核电、化工等领域对大型装备需求与日俱增,使得超大规格金属加工材的重要性变得越来越高,这是因为使用大规格加工材可减少大型装备制造时的焊缝,进而有效提高装备的性能和寿命。目前,对于超大规格加工材的制备来说,存在的瓶颈问题是坯料如何做大。
3.如果采取传统“由大制小”的材料制备思路,则需要首先制备规格比加工材更大的铸锭,然而,含易偏析元素的合金熔炼时锭型越大,成分偏析越严重,如含fe、cr较多的钛合金、合金钢及镍基高温合金难以获得超大规格铸锭;同时,由于熔炼吨位的限制,钛、钢、镍等的超大规格铸锭的获得也受到了限制。为克服上述困难,对相对小尺寸的金属坯料进行连接整合从而得到超大规格加工材的“由小制大”的思路成为了制备超大规格金属坯料的重要路线。
4.专利cn 105618506 a、cn105522349a、cn105499459b、cn 107876674 a、cn 107626880a、cn 107717341a和cn108188659a公开了关于同质金属构筑成形方法和异质金属构筑成形方法,均是基于“由小制大”的构筑思路,采用金属坯料单元堆垛、真空封焊、最后锻焊复合并结合热扩散使得多个坯料单元之间的界面焊合,制备大规格毛坯的方法。上述专利方法主要存在以下几方面的问题:第一,受限于自由锻机吨位,砧板面积相对于超大规格坯料较小,不能实现对坯料整体覆盖的锻造压下,导致局部界面存在结合薄弱区;第二,锻焊复合后的热扩散过程未施压,锻焊时未紧密结合的区域仍然无法很好地进行冶金结合。第三,锻焊复合时施压时间短,在垂直方向的初次镦粗变形量只有10~20%,界面变形量较小,很难确保多个坯料单元界面之间有效地焊合;第四,对坯料实施换向锻造时,可能导致结合面薄弱区撕裂。
5.目前,几乎所有金属材料加工的方法从大类上来看基本都是一致的,均由熔炼,铸造,锻压,焊接,烧结,热处理等组合实现的,如已经应用了近两千年的刀剑制备中的折叠锻打方法,就是采用和锻焊的复合方式。但这种复合方式得到的刀剑,当复合界面受拉应力时存在质量风险。
6.专利cn 106312454 b及cn 106271482 b公开的方法存在的问题是:采用自由锻机进行保压锻合,锻合保压压强小(5~12mpa);保压过程中坯料没有加热,随着材料失温,元素扩散、材料变形能力迅速下降,难以保证结合界面的有效结合。
技术实现要素:7.鉴于现有超大规格金属坯料制备的技术现状,本发明的目的在于提供一种高质量超大规格金属坯料的热压蠕变复合方法。
8.为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:本发明提供了一种超大规格金属坯料的热压蠕变复合方法,包括以下步骤:提供金属坯料单元;将所述金属坯料单元的待贴合面依次进行机加工和表面处理,得到预处理金属坯料单元;将不少于两块的所述预处理金属坯料单元进行叠层,然后在真空条件下,将所得叠层接触面边缘进行封焊,得到预制坯;将所述预制坯依次进行加热和热压蠕变复合,得到所述超大规格金属坯料。
9.优选地,所述金属坯料单元的材质为钛、钛合金、镍、镍合金、碳钢或合金钢;优选地,所述加热包括预热阶段及最终加热保温阶段,所述预热阶段的保温温度为500~900℃,保温时间不低于5h,所述最终加热保温阶段的保温温度根据具体材料确定:当所述金属坯料单元的材质为钛、钛合金时,所述最终加热保温阶段的保温温度为950~1150℃,当所述金属坯料单元的材质为镍、镍合金、碳钢或合金钢时,所述最终加热保温阶段的保温温度为1000~1250℃;所述最终加热保温阶段的保温时间为8~30h;所述预热阶段和最终加热保温阶段升温的升温速率均为随炉升温。
10.优选地,所述热压蠕变包括依次进行预压和蠕变保压,所述预压的压力为8000~80000t,压下量≤0.1h,所述h为所述预制坯的高度,所述蠕变保压的压力为预压压力的30~80%,所述蠕变保压的时间为2~8h。
11.优选地,所述预压的方式分为两种:第一种是对坯料持续施压,压下速率≤2mm/s;第二种是对坯料进行脉冲施压,压下速率≤20mm/s。
12.优选地,所述热压蠕变所用设备为压力机,所述压力机的吨位为10000~100000t。
13.优选地,所述加热前还包括在预制坯的表面涂覆防氧化涂层。
14.优选地,所述封焊为真空电子束焊接。
15.优选地,所述金属坯料单元为等径的圆饼状、等边长的长方体或等径的环状。
16.本发明提供了一种超大规格金属坯料的热压蠕变复合方法,包括以下步骤:提供金属坯料单元;将所述金属坯料单元的待贴合面依次进行机加工和表面处理,得到预处理金属坯料单元;将不少于两块的所述预处理金属坯料单元进行叠层,然后在真空条件下,将所得叠层沿结合面边缘进行封焊,得到预制坯;将所述预制坯依次进行加热和热压蠕变复合,得到所述超大规格金属坯料。
17.与现有技术相比,本发明的有益效果如下:坯料在热压蠕变作用下避免了现有构筑技术中锻压+热扩散复合技术存在的自由锻难以实现对超大规格坯料的整体覆盖变形、保压时间短、热扩散过程未施压所引起的界面存在局部结合薄弱区的问题,可以实现界面的全域高质量冶金结合,得到数十吨至百吨级的超大规格金属坯料。
附图说明
18.图1为坯料叠层封焊示意图;图2为超大规格金属坯料热压蠕变复合的示意图;图3为热压蠕变复合前坯料单元接触面示意图;
图4为热压蠕变复合过程中空隙闭合并形成冶金结合区的示意图;图5为热压蠕变复合后所形成的高质量冶金结合界面示意图;图6为实施例6中坯料热压蠕变复合后的纵剖面低倍组织图。
具体实施方式
19.本发明提供了一种超大规格金属坯料的热压蠕变复合方法,包括以下步骤:提供金属坯料单元;将所述金属坯料单元的待贴合面依次进行机加工和表面处理,得到预处理金属坯料单元;将不少于两块的所述预处理金属坯料单元进行叠层,然后在真空条件下,将所得叠层接触面边缘进行封焊,得到预制坯;在本发明中,所述真空条件的真空度不大于10-1 pa。
20.将所述预制坯依次进行加热和热压蠕变复合,得到所述超大规格金属坯料。
21.在本发明中,所述金属坯料单元优选为等径的圆饼状、等边长的长方体或等径的环状。本发明对所述金属坯料单元的具体尺寸没有特殊的定义,采用本领域技术人员熟知的尺寸即可。
22.在本发明中,所述金属坯料单元的材质优选为钛、钛合金、镍、镍合金、碳钢或合金钢。
23.得到金属坯料单元后,本发明将所述金属坯料单元的待贴合面依次进行机加工和表面处理,得到预处理金属坯料单元。
24.在本发明中,所述机加工的作用是去除氧化皮和缺陷。本发明对所述机加工的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
25.在本发明中,所述表面处理优选为清洗,本发明对所述清洗的方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
26.得到预处理金属坯料单元后,本发明将不少于两块的所述预处理金属坯料单元进行叠层,然后在真空条件下,将所得叠层沿边缘进行封焊,得到预制坯。
27.在本发明中,所述不少于两块的预处理金属坯料优选为同种预处理金属坯料单元。
28.在本发明中,所述预处理金属坯料单元为圆饼状时,进行所述叠层的预处理金属坯料单元的直径相同,厚度任意;所述预处理金属坯料单元为长方体时,进行所述叠层的预处理金属坯料单元的长、宽相同,厚度任意;所述预处理金属坯料单元为环状时,进行所述叠层的预处理金属坯料单元的内直径、外直径相同,厚度任意。
29.在本发明中,所述叠层优选为圆饼状坯料的叠层、长方体坯料的叠层、环状坯料的叠层或者不同形状坯料的复合叠层。
30.本发明对所述叠层的具体方式没有特殊的限定。在本发明中,所述叠层优选在电子束焊机上进行。
31.在本发明中,所述叠层时,每层坯料单元优选边缘对齐。
32.在本发明中,所述叠层之间的焊接深度优选为50~100mm,更优选为60~90mm,最优选为70~80mm。
33.在本发明中,所述封焊优选为真空电子束焊接。
34.图1为坯料叠层封焊示意图。
35.在本发明中,所述预制坯的高度与直径或边长之比优选≤3.0,由于得到所述超大规格坯料后还需进一步锻造加工,如果高径比过大,锻造镦粗时会发生变形失稳,出现严重“弯腰”现象,造成坯料表面质量差,表面处理材料损失大,本发明将所述预制坯的高度与直径或边长之比限定在上述范围内,能够避免该现象的发生。
36.得到预制坯后,本发明将所述预制坯依次进行加热和热压蠕变复合,得到所述超大规格金属坯料。
37.在本发明中,所述加热优选包括预热阶段及最终加热保温阶段,所述预热阶段的保温温度优选为500~900℃,保温时间优选不低于5h,所述最终加热保温阶段的保温温度优选根据具体材料确定:当所述金属坯料单元的材质为钛、钛合金时,所述最终加热保温阶段的保温温度优选为950~1150℃,当所述金属坯料单元的材质优选为镍、镍合金、碳钢或合金钢时,所述最终加热保温阶段的保温温度优选为1000~1250℃;所述最终加热保温阶段的保温时间优选为8~30h;所述预热阶段和最终加热保温阶段升温的升温速率均为随炉升温。
38.在本发明中,所述加热前优选还包括在预制坯的表面涂覆防氧化涂层。本发明对所述涂覆防氧化涂层的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可,所述防氧化涂层的作用是减少坯料表面氧化的程度,因为预制坯大,加热时间很长,如果不进行表面防氧化保护会造成氧化严重,材料损失大。
39.在本发明中,所述热压蠕变所用的设备优选为压力机,所述压力机的吨位优选为10000~100000t。
40.在本发明中,所述热压蠕变优选包括依次进行预压和蠕变保压,所述预压的压力优选为8000~80000t,压下量优选≤0.1h,h为所述预制坯的高度,所述蠕变保压的压力优选为预压的压力的30~80%,所述蠕变保压的时间优选为2~8h。
41.在本发明中,所述预压和蠕变保压的过程优选持续加热保温,使温度保持在所述加热的温度。
42.在本发明中,所述预压和蠕变保压的过程优选断电不进行持续加热,利用超大坯料的余热进行。
43.在本发明中,所述预压优选为缓慢施压或脉冲施压,所述缓慢施压的压下速率优选为≤2mm/s,所述脉冲施压的压下速率优选为≤20mm/s。
44.在本发明中,所述热压蠕变的温度优选与所述加热的温度一致,在此不再赘述。
45.在本发明中,所述热压蠕变所用的设备优选在大型压力机,所述大型压力机优选包括模锻机、挤压机或自由锻机。
46.本发明优选将所述预制坯于室温装入加热炉中进行所述加热,保温结束后,将所述加热炉连同炉内的所述预制坯移至大型压力机下,开启大型压力机对所述预制坯进行热压蠕变,在高温、长时大压强下使所述预制坯界面实现高质量冶金结合,从而得到所述超大规格金属坯料,如图2所示。
47.图3~5为热压蠕变过程中坯料界面闭合过程机制图。图3为热压蠕变前坯料单元微观接触界面示意图,结合面间由于高低起伏而存在大量间隙。图4为热压蠕变过程中空隙在高温蠕变作用下逐渐闭合并在热扩散作用下形成冶金结合区域过程的示意图。图5为缓慢
热压较长时间后形成紧密闭合并具有较宽冶金结合区的结合界面示意图。
48.对所述“超大规格金属坯料”中“超大规格”的理解为:指金属坯料受限于目前的制备手段,只能制备出较小规格的坯料,如钛合金只能制备出小于12t的坯料,但通过本发明可制备出的坯料规格是常规手段制备的坯料规格的2倍或2倍以上,所以称为超大规格。
49.为了进一步说明本发明,下面结合实例对本发明提供的超大规格金属坯料的热压蠕变复合方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
50.实施例1:准备5块ta24钛合金锻造圆饼,然后对其端面及侧面进行铣削,去除氧化皮,得到ф2000mm的圆饼。将经过表面处理的ta24钛合金坯料单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-2
pa时,将叠层一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为15kv,焊接深度为80mm,得到ф2000
×
4000mm的超大规格ta24钛合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至800℃,保温时间8h,保温结束后随炉升温至1000℃,保温28h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用60000t的压力机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定模锻机压力为40000t,压下速率为0.5mm/s,压下量为320mm,开启挤压机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到设定值320mm时,减小压力至12000t,开始保压,蠕变保压时间为5h,从而得到56.5t超大规格ta24钛合金坯料。
51.实施例2:准备8块ta31钛合金锻造方形板坯,然后对其两个表面及四个侧面进行铣削,去除氧化皮,得到3500
×
3000mm的方坯。将经过表面处理的ta31钛合金坯料单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-2
pa时,将叠层一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为18kv,焊接深度为100mm,得到3500
×
3000
×
1800mm的超大规格ta31钛合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度850℃,保温时间8h,保温结束后随炉升温至1080℃,保温30h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用100000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定自由锻机压力为80000t,压下速率为10mm/s,压下量为180mm,开启挤压机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到设定值180mm时,减小压力至45000t,开始保压,蠕变保压时间为7h,得到85t超大规格ta31钛合金坯料。
52.实施例3:准备9块tc21钛合金锻造圆饼,然后对其两个端面及侧面进行铣削,去除氧化皮,得到ф1800mm的圆饼。将经过表面处理的tc21钛合金坯料单元进行高度方向叠层,每层坯料单元边缘对齐,之后送入电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-2
pa时,将叠层一周进行电子束焊接,焊接束流为150ma,焊接电压为15kv,焊接深度为70mm,得到ф1800
×
3150mm的超大规格tc21钛合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度700℃,保温时间6h,保温结束后随炉升温至950℃,保温16h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用50000t的挤压机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设
定挤压机压力为35000t,压下速率为20mm/s,压下量为250mm,开启挤压机对预制坯进行脉冲施压,当压下量达到250mm时,减小压力至20000t,开始保压,蠕变保压时间为6h,得到36t超大规格tc21钛合金坯料。
53.实施例4:准备10块c-276镍合金锻造方坯,然后对其两个端面及侧面进行铣削,去除氧化皮,得到ф1300mm的圆饼。将经过表面处理的c-276镍合金坯料单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-1
pa时,将叠层一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为20kv,焊接深度为60mm,得到ф1300
×
2550mm的超大规格c-276镍合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度650℃,保温时间5h,保温结束后随炉升温至1000℃,保温8h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用20000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定模锻压力为15000t,压下速率为0.2mm/s,压下量240mm,开启模锻机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到240mm时,减小压力至10000t,开始保压,蠕变保压时间为5h,得到30.1t超大规格c-276镍合金坯料。
54.实施例5:准备5块的dh36高强韧钢锻造圆饼,然后对其两个端面及侧面进行铣削,去除氧化皮,得到ф2200mm的圆饼。将经过表面处理的dh36高强韧钢坯料单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-1
pa时,将叠层一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为18kv,焊接深度为90mm,得到ф2200
×
4000mm的超大规格dh36高强韧钢预制坯。将超大规格高强韧钢预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至850℃,保温时间6h,保温结束后随炉升温至1150℃,保温20h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用50000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定压力为35000t,压下速率为0.5mm/s,压下量达到300mm,开启挤压机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到300mm时,减小压力至20000t,开始保压,蠕变保压时间为6h,得到118.5t超大规格dh36高强韧钢坯料。
55.实施例6:准备10块规格tc4eli钛合金环状坯料单元,将坯料内外表面及上下端面进行铣削和清洗,得到φ4800
×
φ4300mm的环状坯料单元。准备2块tc4eli钛合金饼状坯料单元,将坯料表面进行铣削和清洗,得到φ4800
×
15mm的饼状坯料单元。将经过表面处理的金属饼状和环状单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,最上和最下一层为饼状单元,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-2
pa时,将叠层内、外一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为15kv,焊接深度为80mm,得到尺寸为φ4800
×
φ4300
×
4000mm超大规格的tc4eli钛合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度900℃,保温时间7h,保温结束后随炉升温至1050℃,保温28h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用60000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定压力为45000t,压下速率为1mm/s,压下量350mm,开启模
锻机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到350mm时,减小压力至25000t,开始保压,蠕变保压时间为7h,得到66.3t超大规格tc4eli钛合金环状坯料。
56.图6为实施例6中坯料热压蠕变复合后的纵剖面低倍组织图,图6中黑色框圈出的位置为压合区域,从图可知,热压蠕变复合后层间发生了有效的冶金结合,证明热压蠕变复合方法可靠。
57.实施例7:准备8块规格ti62222 钛合金环状坯料单元,将坯料内外表面及上下端面进行铣削和清洗,得到φ4300
×
φ3300mm的环状坯料单元。准备2块ti62222 钛合金饼状坯料单元,将坯料表面进行铣削和清洗,得到φ4300
×
15mm的饼状坯料单元。将经过表面处理的金属饼状和环状单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,最上和最下一层为饼状单元,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-2
pa时,将叠层内、外一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为18kv,焊接深度为100mm,得到尺寸为φ4300
×
φ3300
×
3000mm超大规格的ti62222钛合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度900℃,保温时间6h,保温结束后随炉升温至1100℃,保温23h。保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用60000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定压力为45000t,压下速率为5mm/s,压下量300mm,开启模锻机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到300mm时,减小压力至25000t,开始保压,蠕变保压时间为8h,得到81.7t超大规格ti62222钛合金坯料。
58.实施例8:准备8块inconel 690镍合金环状坯料单元,将坯料内外表面及上下端面进行铣削和清洗,得到φ2100
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φ1800mm的环状坯料单元。准备2块inconel 690镍合金饼状坯料单元,将坯料表面进行铣削和清洗,得到φ2100
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15mm的饼状坯料单元。将经过表面处理的金属饼状和环状单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,最上和最下一层为饼状单元,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-1
pa时,将叠层内、外一周进行电子束焊接,焊接束流为250ma,焊接电压为18kv,焊接深度为60mm,得到尺寸为φ2100
×
φ1800
×
4000mm超大规格的inconel 690镍合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度500℃,保温时间2h,保温结束后再随炉升温至850℃,保温时间4h,保温结束后再随炉升温至1100℃,保温8h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用50000t的自由锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定压力为35000t,压下速率为15mm/s,压下量300mm,开启自由锻机对预制坯进行脉冲施压,当压下量达到300mm时,减小压力至20000t,开始保压,蠕变保压时间为6h,得到33.4t超大规格inconel 690镍合金环状坯料。
59.实施例9:准备5块dh36高强韧钢环状坯料单元,将坯料内外表面及上下端面进行铣削和清洗,得到φ4500
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φ3600mm的环状坯料单元。准备2块dh36高强韧钢饼状坯料单元,将坯料表面进行铣削和清洗,得到φ4500
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15mm的饼状坯料单元。将经过表面处理的金属饼状和环状单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,最上和最下一层为饼状单元,每层坯料
单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-1
pa时,将叠层内、外一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为18kv,焊接深度为90mm,得到尺寸为φ4500
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φ3600
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1700mm超大规格dh36高强韧钢预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度650℃,保温时间3h,保温结束后随炉升温至900℃,保温时间4h,保温结束后再随炉升温至1250℃,保温15h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用80000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定压力为60000t,压下速率为0.5mm/s,压下量达到170mm,开启模锻机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到170mm时,减小压力至45000t,开始保压,蠕变保压时间为8h,得到79.3t超大规格dh36高强韧钢金属环状坯料。
60.实施例10:准备8块ta15钛合金环状坯料单元,将坯料内外表面及上下端面进行铣削和清洗,得到φ4800
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φ4300mm的环状坯料单元。准备2块ta15钛合金饼状坯料单元,将坯料表面进行铣削和清洗,得到φ4800
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15mm的饼状坯料单元。将经过表面处理的金属饼状和环状单元在电子束焊机小车上进行高度方向叠层,最上和最下一层为饼状单元,每层坯料单元边缘对齐,之后小车开进电子束焊机中,抽真空,当真空度达到10-2
pa时,将叠层一周进行电子束焊接,焊接束流为200ma,焊接电压为15kv,焊接深度为80mm,得到尺寸为φ4800
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φ4300
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3500mm超大规格的ta15钛合金预制坯。将超大规格钛合金预制坯表面涂覆防氧化涂层后,自室温装入专用加热炉中,随炉升温至温度550℃,保温时间2h,保温结束后随炉升温至850℃,保温时间4h,保温结束后随炉升温至1150℃,保温26h,保温结束后在坯料上表面铺上保温棉,并将加热炉及炉内的预制坯移至大型模锻机下,进行热压复合。使用60000t的模锻机,模锻机压块尺寸需能全面覆盖预制坯上表面,设定压力为45000t,压下速率为1.2mm/s,压下量350mm,开启模锻机对预制坯进行缓慢施压,当压下量达到350mm时,减小压力至25000t,开始保压,蠕变保压时间为8h,得到58.2t超大规格ta15钛合金坯料。
61.以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。