一种tc6钛合金六方棒的轧制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种TC6钛合金六方棒的乳制方 法。
【背景技术】
[0002] TC6钛合金是马氏体型α+β两相热强钛合金，是目前应用最广泛的Ti~A1~ Mo~Cr~Fe~Si系钛合金，其名义成分为Ti~6A1~L5Mo~2. 5Cr~(λ5Fe~(λ3Si， 可在400~450°C下长期工作，主要用于航空发动机叶片、转动件及紧固件。该合金不仅具 有良好的热加工性能，并且具有较理想的综合力学性能，因此各飞机设计所和主机厂对TC6 材料的需求日益增大。TC6六方棒的传统工艺采用棒材经车铣工艺生产而成，由于车铣工 艺存在原材料浪费大、生产效率低下、制得的TC6六方棒稳定性差等缺点，不适宜大批量生 产。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种TC6钛合金六方棒的乳制方法，解决了现有TC6六方棒 生产工艺存在的原材料浪费大、制得的TC6六方棒稳定性差的问题。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种TC6钛合金六方棒的乳制方法，具体包括以下 步骤：
[0005] 步骤1、选取乳制棒坯：
[0006] 选取组织性能满足国家标准GB/T2965要求的TC6钛合金圆棒棒坯，棒坯表面粗糙 度不大于3. 2μπι;
[0007] 步骤2、设计乳制孔型：
[0008] 将TC6钛合金圆棒棒坯的乳制孔型设计为平乳孔型、120°立乳孔型和成品乳孔 型；
[0009] 步骤3、将TC6钛合金圆棒棒坯依次通过步骤2设计的平乳孔型、120°立乳孔型和 成品乳孔型进行乳制，得到成型棒坯；
[0010] 步骤4、将步骤3得到成型棒坯进行电接触张力矫直处理；
[0011] 步骤5、将步骤4处理后的成型棒坯放在大气炉进行大气退火处理，空气冷却至室 温；
[0012] 步骤6、将步骤5处理后的棒坯进行切头和表面处理，其中，表面处理采用先喷砂 后酸洗的方式，最终制得TC6钛合金六方棒。
[0013] 本发明的特点还在于，
[0014] 步骤2中的乳制孔型设计还包括立乳孔型设计。
[0015] 步骤3中还包括立乳孔型乳制，立乳孔型乳制位于平乳孔型乳制和120°立乳孔 型乳制之间。
[0016]立乳孔型乳制工序的具体实施方法为：将棒坯通过立乳孔型进行乳制，乳制机采 用两辊可逆式乳机，道次变形量为15 %~30 %，乳制温度800~950°C。
[0017] 步骤3的具体实施步骤为：
[0018] 步骤3. 1、将TC6钛合金圆棒棒坯采用电接触式加热装置加热至800~950°C，然 后通过平乳孔型进行乳制，乳制机采用两辊可逆式乳机，道次变形量为15%~30% ;
[0019] 步骤3. 2、将步骤3. 1得到的棒坯通过120°立乳孔型进行乳制，乳制机采用两辊 可逆式乳机，道次变形量为15 %~30 %，乳制温度800~950°C;
[0020] 步骤3. 3、将步骤3. 2得到的棒坯先进行酸洗处理，酸洗过程需不断搅拌，酸洗时 间为1~2h;再将酸洗后的棒坯通过成品乳孔型进行乳制，乳制机采用四辊可逆式乳机乳 制，道次变形量为10%~15%，乳制温度不小于680°C。
[0021] 步骤4中，矫直温度为800~950°C，矫直电流为1000~3000A，液压压力为5~ 40MPa，矫直长度为1. 5~4. 0m。
[0022] 步骤5中，热处理温度为800~850°C、热处理时间为1~2h。
[0023] 步骤6中，酸洗液为氢氟酸、硝酸和水的混合物，氢氟酸、硝酸和水的体积百分比 为 1:3:7〇
[0024] 本发明一种TC6钛合金六方棒的乳制方法的有益效果是，通采用锻造制备工艺， 完全改变了TC6钛合金六方棒传统的车铣工艺，从而大大减少原材料的使用量，减少原材 料的浪费；通过多种乳制孔型的乳制，能使坯料经过比传统方法更少的工艺流程得到成品， 从而提高生产效率，适合大规模生产；并且，通过本发明工艺制得的TC6六方棒具有组织均 匀性好、稳定性高的优点，能够应用到具有更高要求的技术领域。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明一种TC6钛合金六方棒的乳制方法的孔型设计图，其中，图1(a)为 平乳孔型，图1 (b)为立乳孔型，图1 (c)为120°立乳孔型，图1 (d)为成品孔型；
[0026] 图2是本发明实施例1的孔型设计图，其中，图2(a)为平乳孔型，图2(b)为立乳 孔型，图2(c)为120°立乳孔型，图2(d)为成品孔型；
[0027] 图3是经本发明实施例1制得的TC6钛合金六方棒S14显微组织图；
[0028] 图4是本发明实施例2的孔型设计图，其中，图4(a)为平乳孔型，图4(b)为120° 立乳孔型，图4(c)为成品孔型；
[0029] 图5是经本发明实施例2制得的TC6钛合金六方棒S22显微组织图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0031] 本发明一种TC6钛合金六方棒的乳制方法，具体包括以下步骤：
[0032] 步骤1、选取乳制棒坯：
[0033] 选取组织性能满足国家标准GB/T2965要求的TC6钛合金圆棒棒坯，棒坯表面粗糙 度不大于3. 2μm，棒坯规格大小依据成品和变形量30 %~50 %决定，其化学成分见表1 ;
[0034] 表1TC6钛合金圆棒棒还成分表
[0035]
[0036] 步骤2、设计乳制孔型：
[0037] 将TC6钛合金圆棒棒坯的乳制孔型设计为平乳孔型、立乳孔型、120°立乳孔型和 成品乳孔型；
[0038] 如图1(a)所示，为平乳孔型，其中R1为10~60mm，R2为20~80mm，h= 1/2 (S±l) mm(注：S为六方棒规格大小），b=S+(3~7)mm，r= 2~5mm;
[0039] 如图1(b)所示，为立乳孔型，其中R为10~80mm，h=S+(0. 5~3. 0)mm，b= S+(3 ~6)mm，rl和r2 为 1 ~4mm，a= 60 ~90。；
[0040] 如图1(c)所示，为120°立乳孔型，其中a= (120±2)。，r= 2~4mm，b= S+(3 ~+ 〇c);
[0041] 如图1(d)所示，为成品孔型，其中h= 1/2〔S+(0~0.5)〕，a= 120~（0~ 2) °，r = 1~3mm〇
[0042] 步骤3、将TC6钛合金圆棒棒坯依次通过步骤2设计的平乳孔型、立乳孔型、120° 立乳孔型和成品乳孔型进行乳制，得到成型棒坯；
[0043] 步骤3. 1、将TC6钛合金圆棒棒坯采用电接触式加热装置加热至800~950°C，然 后通过平乳孔型进行乳制，乳制机采用两辊可逆式乳机，道次变形量为15%~30% ;
[0044] 步骤3. 2、将步骤3. 1得到的棒坯通过立乳孔型进行乳制，乳制机采用两辊可逆式 乳机，道次变形量为15 %~30 %，乳制温度800~950°C;
[0045] 步骤3. 3、将步骤3. 2得到的棒坯通过立乳孔型进行乳制，乳制机采用两辊可逆式 乳机，道次变形量为15 %~30 %，乳制温度800~950°C;
[0046] 步骤3. 4、将步骤3. 3得到的棒坯先进行酸洗处理，酸洗过程需不断搅拌，酸洗时 间为1~2h;再将酸洗后的棒坯通过成品乳孔型进行乳制，乳制机采用四辊可逆式乳机乳 制，道次变形量为10%~15%，乳制温度不小于680°C;
[0047] 步骤4、将步骤3得到成型棒坯进行电接触张力矫直处理，矫直温度为800~ 950°C，矫直电流为1000~3000A，液压压力为5~40MPa，矫直长度为L5~4. 0m;
[0048] 步骤5、将步骤4处理后的成型棒坯放在大气炉进行大气退火处理，热处理温度为 800~850°C、热处理时间为1~2h，空气冷却至室温；
[0049] 步骤6、将步骤5处理后的棒坯进行切头和表面处理，，其中，表面处理采用先喷 砂后酸洗的方式；酸洗液为氢氟酸、硝酸和水的混合物，氢氟酸、硝酸和水的体积百分比为 1:3:7,最终制得TC6钛合金六方棒。
[0050] 实施例1
[0051] 制备TC6钛合金六方棒S14 :
[0052]选取组织性能满足国家标准GB/T2965要求的TC6钛合金圆棒棒坯，Φ19. 6mm， 棒坯表面粗糙度3. 2μπι;将TC6钛合金圆棒棒坯的乳制孔型设计为平乳孔型、立乳孔型、 120°立乳孔型和成品乳孔型，其孔型设计如图2所示，
[0053] 图 2 (a)为平乳孔型：其中R1 为 15mm，R2 为 20,h= 6. 7mm，b= 18mm，r= 3mm;
[0054] 图 2 (b)为立乳孔型，其中R为 20mm，h= 10. 8mm，b= 21mm，rl和r2 为