钛合金板的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料加工技术领域，涉及钛合金加工，具体涉及一种TC4^金板的加工方法。
【背景技术】
[0002]人们利用钛板的高强度和强耐腐蚀性等特点，在热交换器用构件、照相机体、厨房设备等民用品、摩托车、汽车等运输机械构件和家电设备等外装材料中用钛板。随着人们生活质量的提高，对于使用高热交换效率的板式热交换器越来越广泛。但是如果要满足高热交换效率，就必须通过挤压成形加工成波状来增加表面积。因此，将钛板加工成各种各样制品的构件，就对其成形性和洗清性有了更高的要求。
[0003]中国专利(CN102675952A)公开了一种航空TCji板的制造过程，主要通过锻造、表面扒皮、清除表面污染、热乳几个步骤完成。该方法的乳制温度在450°C?1150°C，且很容易与空气发生氧反应，形成打02和Ti 203这两种化合物，其中，很大一部分直接渗透到钛的表层，深度可达2_，这种污染对产品所造成的伤害是钛板坯在乳制过程中表面发生明显且较宽的裂纹，裂纹的深度达到2mm?3mm，整个板面30%出现这种情况，导致产品质量严重下降。
【发明内容】
[0004]基于上述问题，本发明提供了一种TC4钛合金板的加工方法，其加工过程主要是在高温下通过至少三个阶段的热乳和冷乳，减少了钛板表面的氧化皮，在热乳和冷乳结束时，进行冷却，多次修磨，使最终产品TCji；板表面无裂纹，显著提高了产品的质量。具体的技术方案是:
[0005]—种TCji；合金板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步，按照质量百分比将海绵钛、铝粉、钒粉、铁粉混合，挤压形成钛坯，然后对钛坯进行焊接、熔炼和扒皮形成钛锭；第二步，对钛锭开坯、锻造形成钛板坯，再经过锯切、铣面形成厚度< 10mm光亮的钛板坯；第三步，对光亮的钛板坯进行热乳，热乳之后再经过至少三次修磨形成厚度< 2mm的钛板，然后在800°C退火，保温0.Sh?1.2h形成无裂痕、光亮的钛板；第四步，进行冷乳，在至少三次不同的退火温度条件将光亮的钛板冷乳制成厚度< 0.4mm的钛板。
[0006]进一步的，所述海绵钛、铝粉、钒粉、铁粉的混合质量百分比为海绵钛80 %?84%、铝粉为4%?8%、铁粉为6%?8%、钒粉2%?6%。
[0007]进一步的，所述热乳包括以下步骤:
[0008]A、将厚度彡10mm光亮的钛板坯在1000°C保温4h?5h，然后乳压到80mm，紧接着乳压到65mm，继续乳压形成50mm厚的钛板；然后冷却，进行第一次修磨；
[0009]B、将第一次修磨得到的50mm厚的钛板在1000°C保温4h?5h，然后乳压到35mm，紧接着乳压到25_，继续乳压形成20_厚的钛板；然后冷却，进行第二次修磨；
[0010]C、将第二次修磨得到的20mm厚度的钛板在1000°C保温4h?5h，然后乳压到12mm，紧接着乳压到7mm，继续乳压到4mm，再乳压形成厚度彡2mm的钛板；然后冷却，进行第三次修磨。
[0011]进一步的，所述冷乳包括以下步骤:
[0012]A、将厚度彡2mm光亮的的钛板在800°C保温lh，冷乳到Imm ;再冷却，进行第一次修磨；
[0013]B、将第一次修磨得到的Imm厚的钛板在760°C保温lh，冷乳到0.6mm ;再冷却，进行第二次修磨；
[0014]C、将第二次修磨得到的0.6mm厚的钛板在760°C保温lh，冷乳到厚度< 0.4mm ;再冷却，进行第三次修磨。
[0015]本发明有益的技术效果是:本发明提供的TC4钛板的厚度< 0.4mm，实现了超薄的扣4钛板的生产。该钛板具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、热塑性好、工艺性能好等优点，是较为理想的航天工程结构材料。焊接性好，它可进行各种形式的焊接，其焊接接头强度可达基体金属强度90 %，还具有耐蚀性能良好，热稳定性好的特点。
【附图说明】
[0016]图1，为本发明的工艺路线图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0018]一种TC4钛合金板的加工方法，包括以下步骤:第一步按照一定比例将海绵钛、铝粉、钒粉、铁粉混合，挤压形成钛坯，然后对钛坯进行焊接、熔炼和扒皮形成钛锭；第二步对钛锭开坯、锻造形成10mm的厚度，再经过锯切、铣面形成光亮的钛板坯；第三步是热乳，经过三次修磨最终使其为2_厚的钛板，然后在800°C下退火，保温Ih形成无裂痕、光亮的钛板；第四步是冷乳，在三次不同的退火温度下将钛板冷乳为0.4mm厚。
[0019]按照质量百分比配比，其中海绵钛为82%，铝为6%，铁为8%，钒4%四种原料混合，挤压形成钛坯，对钛坯进行焊接、熔炼、扒皮形成钛锭。开坯、锻造将钛锭形成10mm的钛板坯，经过锯切、铣面使板坯的六个面都形成光亮的亮面。
[0020]将光亮的10mm钛板在1000°C下保温4h，然后逐渐热乳:10mm?80mm?65mm?50mm，第一次乳压形成的钛板，经冷却、修磨；继续在1000°C下保温4h，再次逐渐热乳:50mm?35mm?25mm?20mm，第二次乳压形成的钛板，经再次冷却、修磨，第三次在1000°C下保温4h，第三次抓紧热乳:20mm?12mm?7mm?4mm?2mm，经三次热乳形成光亮、无裂痕的钛板开始从1000°C退火直至到800°C，保温lh。
[0021]将光亮的2mm厚的钛板在800°C下保温lh，然后逐渐冷乳到1mm，然后冷却，修磨，完成第一次冷乳；将光亮的Imm厚的钛板在760°C下保温lh，冷乳到0.6mm ;然后冷却，修磨，完成二次冷乳；将光亮的0.6mm厚的钛板在760°C下保温lh，冷乳到0.4mm ;然后冷却，修磨，经过三次冷乳形成0.4_厚的钛板，检验成品入库。具体生产的工艺路线图如图1所不O
[0022]本发明实现了超薄的TC4钛板的生产，是较为理想的航天工程结构材料，其焊接性好，可进行各种形式的焊接，其焊接接头强度可达基体金属强度90 %，还具有耐蚀性能良好，热稳定性好的特点。
【主权项】
1.一种TC4钛合金板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步，按照质量百分比将海绵钛、铝粉、钒粉、铁粉混合，挤压形成钛坯，然后对钛坯进行焊接、熔炼和扒皮形成钛锭；第二步，对钛锭开坯、锻造形成钛板坯，再经过锯切、铣面形成厚度< 10mm光亮的钛板坯；第三步，对光亮的钛板坯进行热乳，热乳之后再经过至少三次修磨形成厚度< 2mm的钛板，然后在800°C退火，保温0.Sh?1.2h形成无裂痕、光亮的钛板；第四步，进行冷乳，在至少三次不同的退火温度条件将光亮的钛板冷乳制成厚度< 0.4mm的钛板。2.根据权利要求1所述的一种TC4钛合金板的加工方法，其特征在于，所述海绵钛、铝粉、钒粉、铁粉的混合质量百分比为海绵钛80 %?84 %、铝粉为4 %?8 %、铁粉为6 %?8%、钒粉2%?6%。3.根据权利要求1或2所述的一种TC4钛合金板的加工方法，其特征在于，所述热乳包括以下步骤: A、将厚度<10mm光亮的钛板坯在1000°C保温4h?5h，然后乳压到80mm，紧接着乳压到65mm，继续乳压形成50mm厚的钛板；然后冷却，进行第一次修磨； B、将第一次修磨得到的50mm厚的钛板在1000°C保温4h?5h，然后乳压到35mm，紧接着乳压到25_，继续乳压形成20mm厚的钛板；然后冷却，进行第二次修磨； C、将第二次修磨得到的20mm厚度的钛板在1000°C保温4h?5h，然后乳压到12mm，紧接着乳压到7mm，继续乳压到4mm，再乳压形成厚度< 2mm的钛板；然后冷却，进行第三次修磨。4.根据权利要求1或2所述的一种TC4钛合金板的加工方法，其特征在于，所述冷乳包括以下步骤: A、将厚度<2mm光亮的的钛板在800°C保温lh，冷乳到Imm ;再冷却，进行第一次修磨； B、将第一次修磨得到的Imm厚的钛板在760°C保温lh，冷乳到0.6mm ;再冷却，进行第二次修磨； C、将第二次修磨得到的0.6mm厚的钛板在760°C保温lh，冷乳到厚度< 0.4mm ;再冷却，进行第三次修磨。
【专利摘要】本发明公开了一种TC4钛合金板的加工方法，包括以下步骤：第一步，按照质量百分比将海绵钛、铝粉、钒粉、铁粉混合，挤压形成钛坯，然后对钛坯进行焊接、熔炼和扒皮形成钛锭；第二步，对钛锭开坯、锻造形成钛板坯，再经过锯切、铣面形成厚度≤100mm光亮的钛板坯；第三步，对光亮的钛板坯进行热轧，热轧之后再经过至少三次修磨形成厚度≤2mm的钛板，然后在800℃退火，保温0.8h～1.2h形成无裂痕、光亮的钛板；第四步，进行冷轧，在至少三次不同的退火温度条件将光亮的钛板冷轧制成厚度≤0.4mm的钛板。本发明减少了加热时形成的氧化皮，具有优良的耐蚀性、密度小、比强度高及较好的韧性和焊接性的优点，在航空航天、石化、造船、汽车业将有广泛的应用。
【IPC分类】B21C37/02
【公开号】CN105032973
【申请号】CN201510460936
【发明人】贺小梅, 李学琴, 李航平, 贺自强
【申请人】宝鸡市富源通工贸有限责任公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月29日