本发明属于钛合金热处理技术,具体涉及一种减小钛合金零件离子氮化变形的退火工艺方法。
背景技术:
非对称回转薄壁钛合金零件离子氮化的工艺温度多在750~900℃高温下进行,由于离子氮化的温度多在再结晶温度以上,在氮化过程中会因再结晶释放应力,并诱发变形,这种变形对于一些需要进行精确变形控制的零件极为不利。为了降低非对称回转薄壁钛合金零件高温离子氮化变形,在离子氮化前增加一道540~650℃消除应力退火,但这种消除应力对高温离子氮化变形的改善幅度不大。
技术实现要素:
本发明的目的是:提供一种能够有效降低钛合金零件内部残余应力,进而减小离子氮化过程中的变形的退火工艺方法。
本发明的技术解决方案为:一种减小钛合金零件离子氮化变形的退火工艺方法,在离子氮化前,对钛合金零件采用900±50℃的高温退火处理,并在该高温下保温2~8h,然后以30~80℃/min速率降温至200℃以下出炉。
从室温以阶梯升温的方式达到900±50℃℃的高温退火温度。
从室温开始,以50~150℃/min速率升温至400~650℃,并等温保持0.5~4h后,仍以30~100℃/min速率升温至900±50℃的高温退火温度。
所述退火工艺在不大于1.33×10-3~1.33×10-2pa的真空炉内实施。
所述钛合金零件为薄壁回转类零件。
所述钛合金牌号为ta系列。
本发明的技术效果是:本发明工艺方法通过抬高退火温度,可以提高氮化前组织热稳定性,并进行阶梯升降温控制,可以减小升降温过程中的热应力变形,有效改善后续钛合金零件氮化变形,经实验证明,处理后的变形量可以比常规工艺减少50%,具有较大的实际应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明:
实施例1
以某规格钛合金轴承衬套为例,该衬套材料为ta7,该零件离子氮化温度为840℃,其退火工艺制度如下所示。
1.退火温度选取为900℃;
2.退火时间为8h;
3.室温升到550℃时等温停留1h,然后继续升温至900℃,升温速率为100℃/min,保温结束后,炉冷至150℃出炉。
通过上述工艺处理,该零件在840℃离子氮化处理后的零件变形量由之前的0.06μm减小至0.04μm之内。
实施例2
以某规格钛合金轴承衬套为例,该衬套材料为ta7,该零件离子氮化温度为900℃,其退火工艺制度如下所示。
1.退火温度选取为950℃;
2.退火时间为6h;
3.室温升到550℃时等温停留2h,然后继续升温至950℃,升温速率为60℃/min,保温结束后,炉冷至200℃出炉。
通过上述工艺处理,该零件在900℃离子氮化处理后的零件变形量由之前的0.08μm减小至0.04μm之内。