一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于有色金屬加工技術領域，具體涉及一種難變形阻燃鈦合金板材的制備 方法。
【背景技術】
[0002] WSTi3515SS阻燃鈦合金名義成分為Ti-35V-15Cr-0. 3Si-0. 1C，是一種高穩(wěn)定β 型鈦合金，與美國的Alloy C合金同為Ti-Cr-V系合金。該合金還具有良好的抗燃燒性能， 但高溫塑性較差，使該合金在高溫變形時，金屬流動困難，板材加工變形抗力大且易開裂， 成品率低。
[0003] 研宄表明：該合金不適于常規(guī)自由鍛造，開坯熱加工需采用等溫鍛造或碳鋼包套 熱擠壓，熱軋鈦板時需采用爆炸包覆保護層。熱加工困難是WSTi3515SS合金亟須解決的技 術難題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法，解決了采用常規(guī) 鍛造方法加工WSTi3515S阻燃鈦合金易開裂的問題。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術方案是：一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法，采用包套 鍛造和換向拔長輔助高溫保護涂層的方法，第1火次采用碳鋼包套加保護涂層鍛造開坯， 經(jīng)過2-4火次涂敷保護涂層鐓拔后，成形火次采用換向拔長加保護涂層的方法進行鍛造制 得。
[0006] 具體包括以下步驟：
[0007] 步驟1 :開坯鍛造
[0008] 將WSTi3515S合金鑄錠包裹上碳鋼包套，涂敷鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑劑，加 熱保溫后進行鍛造，鍛比控制在1. 5~3,得到開坯后的WSTi3515S合金坯料；
[0009] 步驟2:改鍛
[0010] 將步驟1得到的開坯后的WSTi3515S合金坯料涂敷鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑 劑，加熱保溫后鍛造，進行2~4火次鐓拔成橫截面尺寸為200~500_的長方體板坯；
[0011] 步驟3 :將步驟2得到的長方體板坯的徑向延展
[0012] 將步驟2得到的長方體板坯涂敷鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑劑，加熱保溫后進行 鍛造，沿徑向拔長板坯，徑向拔長比控制在1. 2~1. 8,得到板坯A ;
[0013] 步驟4 :將步驟3得到的板坯A的長度方向延展
[0014] 將步驟3得到的板坯A涂敷鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑劑，加熱保溫時間后進行 鍛造，沿軸向拔長板材，軸向拔長比控制在1. 5~2. 5,得到板坯B ;
[0015] 步驟5 :將步驟4得到的板坯B的寬度拔到成品寬度
[0016] 將步驟4得到的板坯B涂敷鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑劑，加熱保溫時后進行鍛 造，沿徑向拔長到成品寬度，徑向拔長比控制在1. 2~1. 5,得到板坯C ;
[0017] 步驟6 :將步驟5得到的板坯C涂敷鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑劑，加熱保溫后進 行鍛造，用1~3火次將其厚度和長度拔到成品尺寸，徑向寬度不變，每火次的軸向拔長比 控制在1. 2~1. 8,得到板還D ;
[0018] 步驟7:將步驟6得到的板坯D加工到要求的板材成品尺寸，表面光潔度小于 3. 2 μ m〇
[0019] 本發(fā)明的特點還在于，
[0020] 步驟1中碳鋼包套的厚度為0· 8~5mm。
[0021] 步驟1中加熱的溫度為1100~1270°C，保溫的時間為鑄錠半徑X0. 5min~鑄錠 半徑X I. lmin，所述鑄錠半徑單位為mm。
[0022] 步驟2中加熱的溫度為950~1100°C，保溫的時間為坯料厚度X0. 5min~坯料厚 度X I. lmin，所述鑄錠厚度單位為mm。
[0023] 步驟3中加熱的溫度為950~1100°C，保溫的時間為板坯厚度X0. 5min~板坯厚 度XL lmin，所述板還厚度的單位為_。
[0024] 步驟4中加熱的溫度為950~1100°C，保溫的時間為板還A厚度X0. 5min~板還 A厚度X I. lmin，所述板還A厚度的單位為mm。
[0025] 步驟5中加熱的溫度為950~1100°C，保溫的時間為板還B厚度X0. 5min~板還 B厚度X I. lmin，所述板還B厚度的單位為mm。
[0026] 步驟6中加熱的溫度為950~1100°C，保溫的時間為板坯C厚度X0. 5min~板坯 C厚度X I. lmin，所述板還C厚度的單位為mm。
[0027] 步驟1~6中的鈦合金鍛造用玻璃防護潤滑劑的型號為TB1200-15,涂敷次數(shù)為 2~4遍。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法，通過采用 包套鍛造和換向拔長輔助保護涂層的方法，解決了采用常規(guī)鍛造方法加工WSTi3515S阻燃 鈦合金易開裂的問題，成功獲得了高低倍組織和力學性能均勻穩(wěn)定的合格WSTi3515S合金 板材，且成品率提高了 20 %~30%，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明實施例1制備的WSTi3515S合金鑄錠板坯橫向邊部金相顯微鏡照 片；
[0030] 圖2是本發(fā)明實施例2制備的WSTi3515S合金鑄錠板坯橫向邊部金相顯微鏡照 片。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032] 本發(fā)明一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法，具體包括以下步驟：
[0033] 步驟1 :開坯鍛造
[0034] 將WSTi3515S合金鑄錠包裹上碳鋼包套，碳鋼包套的厚度為0. 8~5mm，涂敷2~ 4遍鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑作為高溫保護涂層，在電阻爐或天然氣爐中加熱至 1100~1270°C，保溫時間為鑄錠半徑（單位為mm) X (0. 5~I. l)min，在液壓設備上進行鍛 造，鍛比控制在I. 5~3,得到開坯后的WSTi3515S合金坯料；
[0035] 步驟2:改鍛
[0036] 將步驟1得到的開坯后的WSTi3515S合金坯料涂敷2~4遍鈦合金鍛造工藝用玻 璃防護潤滑劑作為高溫保護涂層，在電阻爐中加熱至950~1KKTC，保溫時間為坯料厚度 (單位為mm) X (0. 5~I. l)min，在液壓設備上鍛造，在1050~IKKTC進行2~4火次鐓拔 成橫截面寬度為200~500mm的長方體板還；
[0037] 步驟3 :將步驟2得到的長方體板坯的徑向延展
[0038] 對步驟2得到的長方體板坯涂敷2~4遍鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑 作為高溫保護涂層，在電阻爐中加熱至950~1KKTC，保溫時間為板坯厚度（單位為 mm) X (0. 5~I. l)min，在液壓設備上進行鍛造，沿徑向拔長板坯，徑向拔長比控制在1. 2~ 1. 8,得到板還A ;
[0039] 步驟4 :將步驟3得到的板坯A的長度方向延展
[0040] 對步驟3得到的板坯A涂敷2~4遍鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑作為 高溫保護涂層，將其在電阻爐中加熱至950~1KKTC，保溫時間為板坯A厚度（單位為 mm) X (0. 5~I. l)min，在液壓設備上進行鍛造，沿軸向拔長板材，軸向拔長比控制在1. 5~ 2. 5,得到板還B ;
[0041] 步驟5 :將步驟4得到的板坯B的寬度拔到成品寬度
[0042] 對步驟4得到的板坯B涂敷2~4遍鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑作為 高溫保護涂層，將其在電阻爐中加熱至950~1KKTC，保溫時間為板坯B厚度（單位為 mm) X (0. 5~I. l)min，在液壓設備上進行鍛造，沿徑向拔長到成品寬度，徑向拔長比控制 在1. 2~1. 5,得到板還C ;
[0043] 步驟6 :對步驟5得到的板坯C涂敷2~4遍鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑 劑作為高溫保護涂層，在電阻爐中加熱至950~IKKTC，保溫時間為板坯C厚度（單位為 mm) X (0. 5~I. l)min，在液壓設備上進行鍛造，在950~IKKTC用1~3火次將其厚度和 長度拔到成品尺寸，徑向寬度不變，每火次的軸向拔長比控制在1. 2~1. 8,得到板坯D ;
[0044] 步驟7 :將步驟6得到的板坯D用刨床或銑床機加工到要求的板材成品尺寸，表面 光潔度小于3. 2 μ m。
[0045] 步驟1~6中鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑的型號為TB1200-15,涂敷前坯料 表面的油污、臟物等要清理干凈。
[0046] 本發(fā)明一種難變形阻燃鈦合金板材的制備方法，采用包套鍛造和換向拔長輔助高 溫保護涂層的方法：第1火次采用碳鋼包套加保護涂層鍛造開坯，經(jīng)過2-4火次涂敷保護涂 層鐓拔后，成形火次采用換向拔長加保護涂層的方法進行鍛造，成功獲得了高低倍組織和 力學性能均勻穩(wěn)定的合格WSTi3515S合金板材，且成品率提高了 20%~30%，板材組織和 性能穩(wěn)定，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0047] 實施例1
[0048] 步驟1 :開坯鍛造，將WSTi3515S合金鑄錠包裹上碳鋼包套，碳鋼包套的厚度為 3mm，加熱前涂敷型號為TB1200-15的鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑，涂敷3遍，涂 敷前坯料表面的油污、臟物等要清理干凈。在電阻爐或天然氣爐中加熱至1270°C，鑄錠 直徑為560mm，保溫時間為300min，在液壓設備上進行鍛造，鍛比控制在2,得到開坯后的 WSTi3515S合金坯料，橫截面邊長尺寸為260mm的長方體坯料；
[0049] 步驟2 :改鍛，加熱前需涂敷型號為TB1200-15的鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑 劑，涂敷2遍，涂敷前坯料表面的油污、臟物等要清理干凈。在電阻爐中加熱至1100°C，保溫 時間為270min，在液壓設備上進行鍛造，將步驟1得到的開坯后的WSTi3515S合金坯料進行 4火次（加熱溫度依次為1100°C、1080°C、1050°C、1050°C )鐓拔成橫截面寬度為270mm的 長方體板坯；
[0050] 步驟3 :加熱前需涂敷型號為TB1200-15的鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑，涂 敷4遍，涂敷前坯料表面的油污、臟物等要清理干凈。在電阻爐中加熱至1050°C，保溫時間 270min，在液壓設備上進行鍛造，將步驟2得到的長方體板坯的徑向延展，沿徑向拔長到寬 度為300mm，徑向拔長比控制在1. 5,得到板坯A (厚*寬*長尺寸為225 X 300 X 500mm);
[0051] 步驟4 :加熱前需涂敷型號為TB1200-15的鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑， 涂敷4遍，涂敷前坯料表面的油污、臟物等要清理干凈。在電阻爐中加熱至1050°C，保 溫時間llOmin，在液壓設備上進行鍛造，將步驟3得到的板坯A的長度方向延展，沿軸 向拔長板材，軸向拔長比控制在2,拔長后長度為720mm，得到板坯B (厚*寬*長尺寸為 170 X 300 X 650mm);
[0052] 步驟5 :加熱前需涂敷鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑，型號為TB1200-15,涂 敷3遍，涂敷前坯料表面的油污、臟物等要清理干凈。在電阻爐中加熱至1030°C，保溫時 間為90min，在液壓設備上進行鍛造，將步驟4得到的板坯B的寬度沿徑向拔到成品寬度 320mm，徑向拔長比為1.3,得到板坯C(厚*寬*長尺寸為130X320X790mm);
[0053] 步驟6 :加熱前需涂敷鈦合金鍛造工藝用玻璃防護潤滑劑，型號為TB1200-15， 涂敷3遍，涂敷前坯料表面的油污、臟物等要清理干凈。在電阻爐中加熱至950°C，保溫 時間90min，在液壓設備上進行鍛造，并在950°C用1火次將步驟5得到的板坯C，使厚度 和長度拔到成品尺寸，徑向寬度不變，軸向拔長比為1. 5,得到板坯D(厚*寬*長尺寸為 100X320X1000 mm);
[0054] 步驟7 :將步驟6得到的板坯D用刨床加工到板材成品厚*寬*長尺寸 90 X 300 X 900mm，表面