一种TC4钛合金棒材的锻造方法及装置与流程

本发明涉及钛合金制备，尤其涉及一种tc4钛合金棒材的锻造方法及装置。

背景技术：

1、tc4 (ti-6al-4v)合金作为双相钛合金，由于其良好的综合性能及工艺特性，成为目前使用范围最广、推广量最大的钛合金，尤其在航空领域代替传统钢材料，可以显著减轻飞机重量。tc4钛合金产品覆盖板、管、棒、线、丝等多种材型，虽然最终成形工艺不同，但锻造都是其制备过程中不可或缺的工序，起到细化晶粒，改善组织形态的作用。

2、钛合金热加工温度窗口窄，且在高温铸锭表层易与空气中氢氧氮反应，形成硬脆表层，这都会导致钛锭在锻造变形过程中易在表层产生加工缺陷，需在每火次锻造结束后进行修磨，从而产生一定的损耗，使得钛合金产品生产成本增加。但是，tc4钛合金锻造，又需要在相变点上下经过多次变形，达到组织性能优化的目的。所以，在保证组织性能合格的条件下，如何提高tc4钛合金锻造工序的成材率，降低生产成本成为当前急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种tc4钛合金棒材的锻造方法及装置，通过减少锻造火次，提高了tc4钛合金锻造工序的成材率，降低了生产成本。

2、为实现上述目的，本发明提供一种tc4钛合金棒材的锻造方法，包括：

3、获得第一次开坯锻造后的钛锭；

4、对所述第一次开坯锻造后的钛锭进行往复加热锻造，获得往复加热锻造后的钛锭；

5、对所述往复加热锻造后的钛锭进行两次开坯锻造和拔长锻造，获得目标钛合金棒材。

6、可选的，对所述第一次开坯锻造后的钛锭进行往复加热锻造，获得往复加热锻造后的钛锭，包括：

7、将所述第一次开坯锻造后的钛锭加热至低于相变点的温度范围内，并通过第一次墩拔锻造，获得第一次墩拔锻造后的钛锭；

8、将所述第一次墩拔锻造后的钛锭加热至高于相变点的温度范围内，并通过第二次墩拔锻造，获得第二次墩拔锻造后的钛锭；

9、将所述第二次墩拔锻造后的钛锭在低于相变点的温度范围内进行保温，并通过第三次墩拔锻造，获得第三次墩拔锻造后的钛锭。

10、可选的，所述第一次墩拔锻造、所述第二次墩拔锻造和所述第三次墩拔锻造中墩粗下压量均为40%-50%，拔长高径比均为1.9-2.1。

11、可选的，对所述往复加热锻造后的钛锭进行两次开坯锻造和拔长锻造，获得目标钛合金棒材，包括：

12、将所述第三次墩拔锻造后的钛锭加热至低于相变点的温度范围内，并通过第二次开坯锻造，获得第二次开坯锻造后的钛锭；

13、将所述第二次开坯锻造后的钛锭加热至低于相变点的温度范围内，并通过第三次开坯锻造，获得第三次开坯锻造后的钛锭；

14、将所述第三次开坯锻造后的钛锭加热至低于相变点的温度范围内，并通过拔长锻造，获得目标钛合金棒材。

15、可选的，所述第一次开坯锻造、所述第二次开坯锻造和所述第三次开坯锻造均为3次墩粗拔长，其中，墩粗下压量为40%-50%，拔长高径比为1.9-2.1。

16、可选的，所述低于相变点的温度范围为距离相变点以下20-40℃，所述高于相变点的温度范围为距离相变点以上50-80℃。

17、可选的，获得第一次开坯锻造后的钛锭，包括：

18、将钛锭加热至预设温度并进行开坯锻造，获得第一次开坯锻造后的钛锭。

19、可选的，所述预设温度为1150℃。

20、可选的，所述目标钛合金棒材的规格为φ250-350mm。

21、本发明还提供一种tc4钛合金棒材的锻造装置，包括：

22、第一次开坯锻造单元，用于获得第一次开坯锻造后的钛锭；

23、往复加热锻造单元，用于对所述第一次开坯锻造后的钛锭进行往复加热锻造，获得往复加热锻造后的钛锭；

24、钛合金棒材获得单元，用于对所述往复加热锻造后的钛锭进行两次开坯锻造和拔长锻造，获得目标钛合金棒材。

25、本发明的技术效果和优点：

26、本发明提供一种tc4钛合金棒材的锻造方法，包括：获得第一次开坯锻造后的钛锭；对所述第一次开坯锻造后的钛锭进行往复加热锻造，获得往复加热锻造后的钛锭；对所述往复加热锻造后的钛锭进行两次开坯锻造和拔长锻造，获得目标钛合金棒材。

27、本发明在开坯锻造后，在相变点上下往复加热锻造，增加破碎粗大β晶的作用，从而保证锻棒组织性能的前提下，减少锻造火次，提高锻造工序成材率，降低生产过程的动力及人工成本。

28、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，对所述第一次开坯锻造后的钛锭进行往复加热锻造，获得往复加热锻造后的钛锭，包括：

3.根据权利要求2所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，所述第一次墩拔锻造、所述第二次墩拔锻造和所述第三次墩拔锻造中墩粗下压量均为40%-50%，拔长高径比均为1.9-2.1。

4.根据权利要求2所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，对所述往复加热锻造后的钛锭进行两次开坯锻造和拔长锻造，获得目标钛合金棒材，包括：

5.根据权利要求4所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，所述第一次开坯锻造、所述第二次开坯锻造和所述第三次开坯锻造均为3次墩粗拔长，其中，墩粗下压量为40%-50%，拔长高径比为1.9-2.1。

6.根据权利要求4所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，所述低于相变点的温度范围为距离相变点以下20-40℃，所述高于相变点的温度范围为距离相变点以上50-80℃。

7.根据权利要求1所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，获得第一次开坯锻造后的钛锭，包括：

8.根据权利要求7所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，所述预设温度为1150℃。

9.根据权利要求1所述的tc4钛合金棒材的锻造方法，其特征在于，所述目标钛合金棒材的规格为φ250-350mm。

10.一种tc4钛合金棒材的锻造装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种TC4钛合金棒材的锻造方法，包括：获得第一次开坯锻造后的钛锭；对所述第一次开坯锻造后的钛锭进行往复加热锻造，获得往复加热锻造后的钛锭；对所述往复加热锻造后的钛锭进行两次开坯锻造和拔长锻造，获得目标钛合金棒材。本发明在开坯锻造后，在相变点上下往复加热锻造，增加破碎粗大β晶的作用，从而保证锻棒组织性能的前提下，减少锻造火次，提高锻造工序成材率，降低生产过程的动力及人工成本。

技术研发人员：秦海旭,游彦军,李京懋,郑友平
受保护的技术使用者：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16