一種高精度鈦合金管材的軋制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高精度鈦合金管材的軋制方法，該方法是將制備好的鈦合金管坯采用兩輥和三輥結(jié)合的方式進(jìn)行軋制，軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)，控制兩輥軋制Q值為0.4～2，多輥軋制Q值為0.4～9，間隙量為0.2～2mm，軋制好的成品管材通過外表面拋磨和內(nèi)表面絎磨的方式進(jìn)行處理后得到外表面粗糙度Ra≤0.6μm，內(nèi)表面粗糙度Ra≤0.2μm，外徑尺寸公差≤0.04mm，內(nèi)徑尺寸公差≤0.03，壁厚尺寸公差≤名義壁厚的3%的鈦合金管材。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，所獲得的產(chǎn)品尺寸公差精度更高，內(nèi)外表面質(zhì)量更好。
【專利說明】一種高精度鈦合金管材的乳制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高精度鈦合金管材的軋制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國航空航天、石化和核電產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，對高精度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫的鈦合金管材的需求越來越廣泛，同時(shí)對鈦合金管材的尺寸公差、內(nèi)外表面質(zhì)量的要求也越來越苛刻。
[0003]目前，鈦合金管材的制備方法有如下幾種方式:1、將棒坯進(jìn)行機(jī)工后再鉆孔；2、采用擠壓或斜軋方式穿孔制坯，鏜孔后溫軋或冷軋；3、直接用板材卷焊。其中以軋制方式生產(chǎn)鈦合金管材的方法中，由于鈦合金存在彈性模量低、比強(qiáng)度高、變形抗力大等特性，在管材的軋制過程中容易開裂，造成產(chǎn)品尺寸公差精度低、表面質(zhì)量不好，難以滿足航空航天、石化和核電產(chǎn)業(yè)對鈦合金管材高精度、高性能的要求。
[0004]目前國內(nèi)對于高精度鈦合金管材的軋制技術(shù)還處在研究階段。
[0005]中國專利CN 102389900 A提供了一種TA18航空鈦管的高精度加工方法，該方法為:一、對TA18管坯進(jìn)行矯直處理；二、在管坯內(nèi)壁均勻涂抹氯化石蠟-52，裝入第一芯棒軋制成所需尺寸的半成品管材；三、將半成品管材中的第一芯棒取出，涂抹氯化石蠟-52后裝入第二芯棒軋制成所需尺寸的管材；四、重復(fù)步驟三I?8次，得到TA18航空鈦管。通過該專利方法加工的TA18航空鈦管外表面的粗糙度RaS 0.8 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為Ra ( 1.6 μ m,外徑尺寸公差不大于0.05mm,內(nèi)徑尺寸公差不大于0.04mm,壁厚尺寸公差不大于壁厚名義尺寸的5%，其結(jié)果相對較好，但也并不盡如人意。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種產(chǎn)品尺寸公差精度更高，表面質(zhì)量更好的高精度鈦合金管材的軋制方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征是:將制備好的鈦合金管坯采用兩輥和三棍結(jié)合的方式進(jìn)行軋制，軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)方式，控制兩棍軋制Q值為0.4?2,多棍軋制Q值為0.4?9，間隙量為0.2?2mm，軋制好的成品管材通過外表面拋磨和內(nèi)表面絎磨的方式進(jìn)行處理后得到外表面粗糙度Ra < 0.6 μ m，內(nèi)表面粗糙度Ra < 0.2 μ m，外徑尺寸公差彡0.04mm,內(nèi)徑尺寸公差彡0.03，壁厚尺寸公差彡名義壁厚的3%的鈦合金管材。
[0008]所述鈦合金管還為擠壓管還，或斜軋穿孔管還，或棒還機(jī)加鉆孔管還。
[0009]所述軋制時(shí)，以氯化石蠟為內(nèi)壁潤滑劑，以重量比8?10:1機(jī)油和石蠟的混合液為外壁潤滑劑。
[0010]所述軋制過程中，中間品管材每軋制I?3道次后進(jìn)行內(nèi)外表面處理，酸洗或堿洗和水洗，及鏜孔處理。
[0011]所述軋制過程中，每軋制I?3道次進(jìn)行熱處理，所述熱處理采用650?750°C /I?1.5h的熱處理制度。
[0012]所述軋制過程中，管材在進(jìn)行熱處理之前首先采用超聲波或除油劑進(jìn)行清洗，然后酸洗、水洗和烘干處理。
[0013]所述外表面拋磨時(shí),控制拋磨單邊0.1?0.9mm。
[0014]所述內(nèi)表面絎磨時(shí),控制絎磨單邊0.02?0.2mm。
[0015]本發(fā)明具有以下技術(shù)特點(diǎn):
1、本發(fā)明采用單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)的軋制方法，有效的消除了軋制產(chǎn)生的凸點(diǎn)，減少了軋制缺陷和缺陷源，同時(shí)較大提高了管材的橢圓度。
[0016]2、本發(fā)明通過控制Q值和間隙量，在兩輥軋制時(shí)采用小Q值(即:增大減徑量、減少減壁量)，充分發(fā)揮兩輥的糾偏能力，有效保證了管材的尺寸公差。
[0017]3、本發(fā)明采用拋磨機(jī)和絎磨的方法進(jìn)行管材內(nèi)外表面處理，在保證管材內(nèi)外表面的同時(shí)，進(jìn)一步改善了尺寸精度。
[0018]綜上所述，通過本發(fā)明的方法，可獲得尺寸公差精度高，內(nèi)外表面質(zhì)量好的高精度鈦合金管材，該鈦合金管材，外表面粗糙度Ra < 0.6 μ m，內(nèi)表面的粗糙度Ra < 0.2 μ m，外徑尺寸公差< 0.04mm,內(nèi)徑尺寸公差< 0.03，壁厚尺寸公差<名義壁厚的3%，內(nèi)圓精度可達(dá)到 0.02mm、圓度< 0.03mm。
[0019]本發(fā)明從工藝的角度與中國專利CN 102389900 A相比，具有:
1、增加了單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)的軋制方式。
[0020]2、控制了軋制過程中的Q值和間隙量。
[0021]3、采用了拋磨機(jī)和絎磨的方法處理管材表面。
[0022]4、最終用該法得到的管材產(chǎn)品無論粗糙度還是尺寸公差都比對比專利的好。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。應(yīng)該理解的是，實(shí)例是用于說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍與核心內(nèi)容依據(jù)權(quán)利要求書加以確定。
[0024]實(shí)施例1:
采用TA18 (]5 70\5111111擠壓管坯，經(jīng)1^60兩輥冷軋管機(jī)和0)60三輥冷軋管機(jī)，生產(chǎn)Φ35Χ3.5_。軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)(單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)是指在軋管機(jī)的一個(gè)軋制周期內(nèi)進(jìn)行一次送進(jìn)，在前、后死點(diǎn)處各進(jìn)行一次約57°回轉(zhuǎn)。)，兩輥軋制Q值為0.41?0.47，三輥軋制Q值為0.5?1.46，間隙量為0.2?lmm。軋制時(shí)，采用的氯化石蠟為內(nèi)壁潤滑劑，采用機(jī)油和石蠟的混合液為外壁潤滑劑(重量比8?10:1)。軋制后管材在熱處理之前先進(jìn)行超聲波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100 (體積比)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干處理。軋制I道次后進(jìn)行內(nèi)表面鏜孔的方式處理。每軋制I道次后，中間品和成品熱處理采用650?750°C /I?1.5h的熱處理制度。最終成品管材進(jìn)行外表面拋磨(拋磨單邊0.5mm),內(nèi)表面絎磨(絎磨單邊0.1mm)的方式處理。檢測成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.6 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.2 μ m ;尺寸公差:外徑尺寸偏差±0.04mm,內(nèi)徑尺寸偏差±0.03，壁厚尺寸偏差±0.lmm。
[0025]實(shí)施例2:
采用TA 18 Φ 90 X 1mm斜軋穿孔管坯，經(jīng)LG120、LG60、LG30兩輥冷軋管機(jī)和LD60、LD三輥冷軋管機(jī)，生產(chǎn)Φ 20 X lmm。軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)(單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)是指在軋管機(jī)的一個(gè)軋制周期內(nèi)進(jìn)行一次送進(jìn)，在前、后死點(diǎn)處各進(jìn)行一次約57°回轉(zhuǎn)。)，兩輥軋制Q值為
0.4?1.1，三輥軋制Q值為0.4?5，間隙量為0.3?1.5mm。軋制時(shí)，采用的氯化石蠟為內(nèi)壁潤滑劑，采用機(jī)油和石蠟的混合液為外壁潤滑劑(重量比8?10:1)。軋制后管材在熱處理之前先進(jìn)行超聲波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100(體積t匕)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干處理。軋制第1、3道次后進(jìn)行內(nèi)表面鏜孔的方式處理。每軋制I道次后，中間品和成品熱處理采用700?750°C /I?1.5h的熱處理制度。最終成品管材進(jìn)行外表面拋磨(拋磨單邊0.4mm),內(nèi)表面絎磨(絎磨單邊0.15mm)的方式處理。檢測成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.5 μ m,內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.1 μ m ;尺寸公差:外徑尺寸公差±0.03mm,內(nèi)徑尺寸公差±0.02，壁厚尺寸公差±0.03mm。
[0026]實(shí)施例3:
采用TC4 Φ 80 X 1mm擠壓管坯，經(jīng)LG90、LG60兩輥冷軋管機(jī)和LD60三輥冷軋管機(jī)，生產(chǎn)Φ 40 X 1.2mm。軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)(單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)是指在軋管機(jī)的一個(gè)軋制周期內(nèi)進(jìn)行一次送進(jìn)，在前、后死點(diǎn)處各進(jìn)行一次約57°回轉(zhuǎn)。)，兩輥軋制Q值為0.5?0.9，三輥軋制Q值為0.8?3，間隙量為0.2?1.2mm。軋制時(shí)，采用的氯化石蠟為內(nèi)壁潤滑劑，采用機(jī)油和石臘的混合液為外壁潤滑劑(重量比8?10:1)。軋制后管材在熱處理之前先進(jìn)行超聲波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100 (體積比)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干處理。軋制第1、2道次后進(jìn)行內(nèi)表面鏜孔的方式處理。每軋制I道次后，中間品和成品熱處理采用750?800°C /I?1.5h的熱處理制度。最終成品管材進(jìn)行外表面拋磨(拋磨單邊0.5mm),內(nèi)表面絎磨(絎磨單邊0.2mm)的方式處理。檢測成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.5 μ m,內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.2 μ m ;尺寸公差:外徑尺寸公差±0.03mm,內(nèi)徑尺寸公差±0.02，壁厚尺寸公差±0.03mm。
[0027]實(shí)施例4:
采用Gr.38 Φ 84X 1mm擠壓管坯，經(jīng)LG90、LG60、LG30兩輥冷軋管機(jī)和LD60、LD30三輥冷軋管機(jī)，生產(chǎn)Φ 19X0.9mm。軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)(單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)是指在軋管機(jī)的一個(gè)軋制周期內(nèi)進(jìn)行一次送進(jìn)，在前、后死點(diǎn)處各進(jìn)行一次約57°回轉(zhuǎn)。)，兩輥軋制Q值為
0.5?1.5，三輥軋制Q值為0.6?4，間隙量為0.2?1.6mm。軋制時(shí)，采用的氯化石蠟為內(nèi)壁潤滑劑，采用機(jī)油和石蠟的混合液為外壁潤滑劑(重量比8?10:1)。軋制后管材在熱處理之前先進(jìn)行超聲波清洗除油，然后采用酸洗(HF =HNO3:H20=5?12:45?60:100(體積t匕)混合液中，浸泡3?lOmin)、水洗和烘干處理。軋制第1、2、4道次后進(jìn)行內(nèi)表面鏜孔的方式處理。每軋制I道次后，中間品和成品熱處理采用750?800°C /I?1.5h的熱處理制度。最終成品管材進(jìn)行外表面拋磨(拋磨單邊0.4mm),內(nèi)表面絎磨(絎磨單邊0.16mm)的方式處理。檢測成品管材的粗糙度:外表面粗糙度Ra0.6 μ m，內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.2ym；尺寸公差:外徑尺寸公差±0.03mm,內(nèi)徑尺寸公差±0.02，壁厚尺寸公差±0.02mm。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征是:將制備好的鈦合金管坯采用兩輥和三輥結(jié)合的方式進(jìn)行軋制，軋制方法為單送進(jìn)雙回轉(zhuǎn)方式，控制兩輥軋制Q值為0.4?2，多輥軋制Q值為0.4?9，間隙量為0.2?2mm，軋制好的成品管材通過外表面拋磨和內(nèi)表面絎磨的方式進(jìn)行處理后得到外表面粗糙度Ra < 0.6 μ m，內(nèi)表面粗糙度Ra < 0.2 μ m，外徑尺寸公差彡0.04mm,內(nèi)徑尺寸公差彡0.03，壁厚尺寸公差彡名義壁厚的3%的鈦合金管材。
2.按照權(quán)利要求1所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述鈦合金管坯為擠壓管坯，或斜軋穿孔管坯，或棒坯機(jī)加鉆孔管坯。
3.按照權(quán)利要求1所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述軋制時(shí)，以氯化石蠟為內(nèi)壁潤滑劑，以重量比8?10:1機(jī)油和石蠟的混合液為外壁潤滑劑。
4.按照權(quán)利要求1所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述軋制過程中，中間品管材每軋制I?3道次后進(jìn)行鏜孔處理。
5.按照權(quán)利要求1所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述軋制過程中，每軋制I?3道次進(jìn)行熱處理,所述熱處理采用650?750°C /I?1.5h的熱處理制度。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述軋制過程中，管材在進(jìn)行熱處理之前首先采用超聲波或除油劑進(jìn)行清洗，然后酸洗、水洗和烘干處理。
7.按照權(quán)利要求1所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述外表面拋磨時(shí)，控制拋磨單邊0.1?0.9mm。
8.按照權(quán)利要求1所述的高精度鈦合金管材的軋制方法，其特征在于所述內(nèi)表面絎磨時(shí)，控制絎磨單邊0.02?0.2mm。
【文檔編號】B21B45/02GK104148439SQ201410321985
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】李永林, 朱寶輝, 蔡國帥, 孟鑫, 劉彥昌, 王培軍 申請人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司