專利名稱：一種飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金 管材的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國航空工業(yè)的蓬勃發(fā)展和國家大飛機(jī)項(xiàng)目的啟動，飛機(jī)發(fā)動機(jī)管路系統(tǒng)用 鈦及鈦合金小規(guī)格管材，比如TA1、TA2、TA18等小規(guī)格的鈦合金管材，其需求量會大幅上 升。該類鈦合金管材具有重量輕、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、無磁性、成型工藝性好、線膨脹系數(shù) 小等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天和民用飛機(jī)上常作為液壓、燃油等管路系統(tǒng)應(yīng)用。利用該類鈦合金 管材替代不銹鋼航空導(dǎo)管，能夠使飛機(jī)管路減重40.0%左右，有利于減輕飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量； 這對提高飛機(jī)的飛行性能，促進(jìn)飛機(jī)制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步有重要作用。但目前為止，我國鈦材加工的主要生產(chǎn)單位，還無法生產(chǎn)出滿足飛機(jī)發(fā)動機(jī)要求 的鈦合金管材。主要存在的問題是管材力學(xué)性能不穩(wěn)定和工藝性能(壓扁和擴(kuò)口)不能達(dá) 到相應(yīng)的要求，而且成材率太低。管材力學(xué)性能不穩(wěn)定主要表現(xiàn)在材料成分偏差較大，各種 雜質(zhì)成分沒有明確的范圍；材料加工工藝沒有固化，變形量達(dá)不到要求，材料的顯微組織沒 有被充分細(xì)化；熱處理溫度偏高，冷加工后破碎的顯微組織經(jīng)過熱處理后粗化。以上三種原 因?qū)е骡伜辖鸸懿牧W(xué)性能(抗拉強(qiáng)度)達(dá)不到要求，顯微組織粗大，使得管材塑性低，擴(kuò) 口和壓扁容易開裂。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，通過改善鈦 合金管材材料的工藝塑性，從而制造出滿足相應(yīng)要求的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材，并 大幅提高了管材的成材率。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，包括以下步驟1)鑄錠鍛造成中間棒材將熔煉后的含鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于99. 6%的海綿鈦鑄錠，加熱至1000 1100°C，保 溫4 6h后進(jìn)行變形量為60 80 %的開坯鍛造，開坯鍛造完成后進(jìn)行兩火次鍛造，每火次 鍛造中進(jìn)行不少于五道次的鐓拔，鐓拔完成后滾圓為棒材；2)中間棒材擠壓成管坯在中間棒材中心鉆出與擠壓管坯的內(nèi)孔相適應(yīng)的通孔，并將中間棒材外表面、通 孔內(nèi)表面和端面包覆厚度為1. 0 2. Omm的銅皮，然后加熱至700 750°C保溫1 3h， 再將其送入擠壓機(jī)擠壓成管坯，擠壓速度控制在50 55mm/s ；將擠壓好的管坯在650 700°C熱處理30 45min，熱處理完成后，在體積濃度為30 60%的HNO3酸洗液中浸泡去 除殘留在管坯表面的銅皮，并去除管坯表面上的折疊、裂紋和凹坑；3)管坯的開坯軋制
將外表面無缺陷的管坯在室溫下送入兩輥開坯軋機(jī)進(jìn)行2 3道次的開坯軋制， 每道次變形量為45 65%，在前兩次的開坯軋制后通過鏜刀對管材內(nèi)孔進(jìn)行處理，軋制 完成后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗后，在1. OX 10_2 1.0X 10°Pa、壓升率 ^ 2. OPa/h的真空條件下600 700°C熱處理0. 5 2. Oh，然后隨爐冷卻至200°C以下出爐 空冷，檢查并去除外表面缺陷；4)中間管材軋制將開坯軋制后的管坯在多輥冷軋管機(jī)上進(jìn)行連續(xù)2 3道次的冷軋，每道次冷軋 的變形量控制在10. 0 30. 0%，每連續(xù)2 3道次的總變形量控制在40. 0 60. 0%，冷 軋后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗，然后在1.0\10_2 1.0\10° 1壓升率 ^ 2. OPa/h的真空條件下650 700°C熱處理0. 5 2. Oh,熱處理完成后隨爐冷卻至200°C 以下出爐空冷，檢查并去除外表面缺陷后得到中間管材；5)成品管材軋制將中間管材進(jìn)行連續(xù)2 3道次的冷軋，每道次冷軋的變形量控制在10. 0 30. 0%，總變形量35. 0 60. 0%，冷軋后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗，然后 在1. OXliT2 1. 0X10°Pa、壓升率彡2. OPa/h的真空條件下500 550°C熱處理1. 0 1. 5h，熱處理完成后隨爐冷卻至200°C以下出爐空冷，得到成品管材。所述的鑄錠熔煉為將海綿鈦鑄錠原料在100 120°C干燥6 10h，然后進(jìn)行電極塊壓制并焊接海綿 鈦鑄錠原料，海綿鈦的熔煉選用真空自耗電弧爐，在0. 1 10. OPa之間熔煉電流在20. 0 30. OkA,熔煉溫度約為2300°C，熔煉時間2. 0 5. Oh,鑄錠熔煉過程中采用循環(huán)水冷卻銅坩 堝，選用鋼刷和手提砂輪機(jī)去除表面污染物，選用同樣的方法進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉完成 后得到鑄錠。所述的熔煉后的鑄錠，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，鑄錠的化學(xué)成分Fe :0 0.06%，C :0 0. 05%，N :0 0. 05%，0 :0 0. 10%，H :0 0. 01%，Si :0 0. 04%，單一雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 不大于0. 1 %，其包含的余雜質(zhì)總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0. 4%，其余為Ti。所述的管坯的強(qiáng)度為400. 0 700. OMpa,再結(jié)晶溫度為500 600°C。所述的鏜孔在確保壁厚偏差小于0. 40mm，有效去除管坯內(nèi)壁表面的裂紋和凹坑。所述的鏜孔在處理規(guī)格為Φ30 Φ40πιπι的中間管材時，鏜孔量控制在0. 30 0. 50mmo所述的用于的酸洗的酸洗液包含15. 0 30. 0%硝酸和5. 0 10. 0%的氫氟酸， 其余為水。所述的成品管材的顯微組織為等軸組織，等軸組織的平均晶粒度為6 8級。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果1、本發(fā)明通過細(xì)化管材晶粒和冷軋的方法，以改善鈦合金管材的工藝塑性，制備 出滿足飛機(jī)發(fā)動機(jī)用的小規(guī)格無縫鈦合金管材，并大幅提高了管材的成材率；本發(fā)明制備的成品管材其顯微組織為等軸組織，等軸組織的平均晶粒度為6 8級；成品管材的拉伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 450. OMPa,屈服強(qiáng)度Rpa2 = 305. OMPa,斷 面收縮率A5tl = 30.0% ；擴(kuò)口采用角度為74°的圓錐形頂芯，擴(kuò)口比例達(dá)到35%時合 格，壓扁到壓扁表面之間的距離為4mm時合格；依據(jù)人工標(biāo)準(zhǔn)探傷要求(長X寬X深3.0X0. 1X0. 05mm)進(jìn)行超聲波探傷，合格率為42.6%。2、本發(fā)明的管材的晶粒細(xì)化和工藝塑性的改善在制備的過程逐次實(shí)現(xiàn)首先鑄錠 熔煉以盡可能少的引入間隙元素；其次，對鑄錠加熱后進(jìn)行大變形量開坯鍛造和反復(fù)鐓拔， 確保鑄態(tài)的粗大晶粒完全破碎細(xì)化，對形成的管坯真空熱處理以消除管坯擠壓過程中產(chǎn)生 的殘余應(yīng)力，改善管坯的塑性；再次，對管坯大變形量開坯軋制進(jìn)一步細(xì)化晶粒；然后在中 間軋制和成品軋制的冷軋之后，在較低溫下退火可有效控制晶粒粗化，延長加熱時間可確 保完全再結(jié)晶，不但消除管材內(nèi)部的殘余應(yīng)力恢復(fù)材料的塑性，而且確保管材組織在完全 再結(jié)晶狀態(tài)下能夠滿足飛機(jī)發(fā)動機(jī)用料所要求的力學(xué)和工藝性能。3、飛機(jī)發(fā)動機(jī)用管材的管壁對裂紋要求較高，成品管材的壁厚偏差要控制在 0. 05mm以內(nèi)。本發(fā)明通過將大規(guī)格管坯軋制到小規(guī)格成品管材的變形過程中，對管材的內(nèi) 表面進(jìn)行鏜孔處理，有效去除內(nèi)表面裂紋和凹坑，確保管材內(nèi)表面無裂紋和凹坑等缺陷，同 時確保管材壁厚偏差小于0. 40mm。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。實(shí)施例1 規(guī)格為Φ 12. OX 1. 25mm (直徑12. 0mm，壁厚1. 25mm)的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用 無縫鈦合金管材的制備1)鑄錠熔煉、鍛造成棒材依據(jù)GB/T 2524-2002選用零級或一級海綿鈦為原料，并對原料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，篩選雜 質(zhì)含量低于0.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的原料，并人工篩選剔除變色(顏色發(fā)黃或發(fā)藍(lán))的海綿 鈦。電極塊壓制前對海綿鈦進(jìn)行烘干在100°C干燥10h，烘干后將海綿鈦壓制成電極 塊，壓制完成后將電極塊焊接、熔煉，確保在熔煉前電極塊不吸收空氣中水分；鑄錠的熔煉設(shè)備選用真空自耗電弧爐，首次熔煉時選用銅坩堝的直徑為560mm，將 爐內(nèi)壓力控制在0. 1 10. OPa之間，熔煉電流控制在20. 0 25. OkA，熔煉溫度為2500°C, 熔煉時間2. 0h，鑄錠熔煉過程中采用循環(huán)水冷卻銅坩堝；熔煉完成后在真空中冷卻3. Oh出 爐，用鋼刷或手提砂輪機(jī)清理干凈鑄錠表面黏附的污染物，對鑄錠冒口處的氧化部位采用 車床扒皮處理，并及時進(jìn)行二次熔煉；二次熔煉選用銅坩堝的直徑為640mm，熔煉程序與前 次相同，二次熔煉完成后用車床將鑄錠表面的氧化皮和縮孔去除，以獲得優(yōu)質(zhì)的鑄錠。熔煉后鑄錠的化學(xué)成分，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為Fe :0 0. 06%，C :0 0. 05%，N :0 0. 05 %，0 :0 0. 10 %，H :0 0. 01 %，Si :0 0. 04%，其包含的雜質(zhì)總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于 0.4%,單一雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.1%，其余為Ti。將熔煉后的鈦錠置于電爐中加熱至1000°C，保溫6h，然后在水壓機(jī)或空氣錘上進(jìn) 行開坯鍛造，變形量控制在60 %，開坯鍛造完成后進(jìn)行兩火次鍛造，每火次鍛造中進(jìn)行不少 于五道次的鐓拔，鐓拔完成后修磨去除表面因鍛造產(chǎn)生的裂紋，獲得截面為300mm2左右方 坯。將方坯下料長度為500mm左右，裝入電爐中并隨爐升溫至900 V，保溫3h后轉(zhuǎn)移到 快鍛機(jī)上進(jìn)行五道次的鐓拔鍛造，終鍛溫度不得低于70(TC，加熱前修磨表面裂紋。經(jīng)過兩火次五道次的鐓拔后將方坯鍛造成直徑為150 153mm的初始棒材，再用車床將表面氧化皮扒光并修磨表面裂紋后得到直徑為145 146mm的中間棒材。2)中間棒材擠壓成管坯將棒材中心鉆出直徑為33. 0 33. 3mm的通孔，中間棒材外表面、通孔內(nèi)表面和端 面包覆厚度為1. Omm的銅皮，裝入電爐加熱至700°C，并保溫lh，然后送入1600噸臥式擠壓 機(jī)中，選用擠壓筒直徑為150mm，擠壓針規(guī)格29mm，擠壓速度為50 60mm/s，擠壓成規(guī)格為 Φ45X8. Omm 的管坯；將擠壓成的管坯在電爐中于650°C熱處理30min，從而消除管坯擠壓過程中產(chǎn)生 的殘余應(yīng)力，使管坯具備良好的塑性；熱處理完成后，選用體積濃度為30 %的HNO3酸洗液 浸泡去除管坯表面殘留的銅皮；切除管坯兩頭壁厚不均勻的部分，并采用人工刮修的方法 去除表面折疊、裂紋和凹坑等缺陷，通過這些處理使管坯外表面呈現(xiàn)無缺陷狀態(tài)。管坯拉伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 455. OMPa,屈服強(qiáng)度Rpa2 = 280. OMPa,斷后伸長率 A50 = 25. 0%，斷面收縮率Z = 70. 0% ；顯微組織為等軸組織，晶粒度為4級。3)管坯的開坯軋制將外表面無缺陷的管坯在室溫下送入兩輥開坯軋機(jī)進(jìn)行開坯軋制，所用的軋機(jī)為 能夠進(jìn)行大變形軋制的國產(chǎn)LG60型兩輥軋機(jī)。在第一道次開坯軋制時，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量為4. 0 5. Omm/次，變形量控制在50. 8 %，即從Φ45. 0X8. Omm軋制 到Φ32. 0X5. 5mm ；冷軋后的管材在超聲波清洗槽中用金屬清洗劑配制清洗液浸泡除去管 材表面的油污，并用酸洗液(酸洗液按體積比配比，包含15. 0%的HNO3和5. 0%的HF，其 余為H2O)清洗管材之后，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10_2 1.0\10° 壓升率 (2. 0Pa/h，680°C熱處理1. 0h，然后隨爐冷卻至200°C時出爐空冷。依據(jù)內(nèi)孔尺寸選擇合適 的鏜刀對內(nèi)孔進(jìn)行鏜孔處理，單邊進(jìn)刀量控制在0. 3 0. 5mm,并保證壁厚偏差在0. 4mm以 內(nèi)。選用LG30型兩輥軋機(jī)進(jìn)行第二道開坯軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速70 80次/分，送進(jìn)量4 5mm/次，變形量為63. 0%，即從Φ32. 0X5. 5mm軋制到Φ22. 0X3. Omm ；冷軋后的管材用金 屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污(軋制潤滑油)，并用酸洗液清洗管材之 后，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10_2 1.0\10° ￡1，壓升率< 2. 0Pa/h，650°C熱處理 l.Oh,隨爐冷卻至200°C時出爐空冷。4)中間管材軋制將開坯軋制后的管坯送入國產(chǎn)LD30型三輥精軋機(jī)進(jìn)行中間管材的冷軋，軋制 時軋機(jī)轉(zhuǎn)速為90次/分，送進(jìn)量3mm/次，連續(xù)兩道次的軋制總變形量為59. 3 % 第一 道次由Φ22. 0X3. Omm軋制到Φ 18. 0X2. 25mm ；第二道次由Φ 18. 0X2. 25mm軋制到 Φ 15.0X1. 75mm ；冷軋后得到的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的 油污后，酸洗液清洗管材(清洗后管材表面呈銀白色)；然后，在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理: 真空度控制在1.0父10-2 1.0\10° ￡1，壓升率< 2. 0Pa/h，600°C熱處理0. 5h，熱處理完成 后隨爐冷卻至200°C以下出爐空冷，檢查并人工刮修去除外表面缺陷后得到中間管材。5)成品管材冷軋將中間管材用國產(chǎn)LD15型三輥精軋機(jī)進(jìn)行成品管材的冷軋軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量1. 5 2. Omm/次，采用連續(xù)兩道次的軋制，總變形量為39. 4% 第一 道次由Φ 15. 0 X 1. 75mm軋制到Φ 13. 5 X 1. 45mm,第二道次由Φ 13. 5 X 1. 45mm軋制到
7Φ 12. OX 1.25mm;成品管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污后，選用 酸洗液漂洗管材，清洗后管材表面呈銀白色；然后，在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理真空度控 制在1. OXliT2 1. 0X10°Pa，壓升率≤2. 0Pa/min，500 550°C熱處理1. 0h，熱處理完成 后隨爐冷卻至200°C以下出爐空冷，得到成品管材。熱處理后的成品管材其顯微組織為細(xì)晶等軸組織，晶粒度為7 8級，成品管材的 拉伸性能為抗拉強(qiáng)度艮=450. OMPa,屈服強(qiáng)度Rpa2 = 305. OMPa,斷面收縮率A5tl = 30.0%； 擴(kuò)口采用角度為74°的圓錐形頂芯，擴(kuò)口比例達(dá)到35%時合格，壓扁到壓扁表面之間的距 離為4mm時合格；依據(jù)人工標(biāo)準(zhǔn)探傷要求(長X寬X深3. 0X0. 1X0. 05mm)進(jìn)行超聲波 探傷，合格率為42.6%。實(shí)施例2規(guī)格為Φ 10 X Imm的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備1)鑄錠熔煉、鍛造成棒材依據(jù)GB/T 2524-2002選用零級或一級海綿鈦為原料，并對原料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，篩選雜 質(zhì)含量低于0.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的原料，并人工篩選剔除變色(顏色發(fā)黃或發(fā)藍(lán))的海綿 鈦。電極塊壓制前對海綿鈦鑄錠原料進(jìn)行烘干在120°C干燥6h，烘干后將鑄錠進(jìn)行 電極塊壓制，壓制完成后將電極塊及時焊接、熔煉，確保在熔煉前電極塊不吸收空氣中水 分；鑄錠的熔煉設(shè)備選用真空自耗電弧爐，首次熔煉時選用銅坩堝的直徑為560mm，將 爐內(nèi)壓力控制在0. 1 10. OPa之間，熔煉電流控制在25. 0 28. OkA，熔煉溫度為2800°C, 熔煉時間2. 5h，鑄錠熔煉過程中采用循環(huán)水冷卻銅坩堝；熔煉加溫完成后，鑄錠在真空中 冷卻5. Oh后，將鑄錠表面黏附的污染物用鋼刷或手提砂輪機(jī)清理干凈，對鑄錠冒口處的氧 化部位采用車床扒皮處理，并及時進(jìn)行二次熔煉；二次熔煉選用銅坩堝的直徑為640mm，熔 煉程序與前次相同，二次熔煉完成后用車床將鑄錠表面的氧化皮和縮孔去除，以獲得優(yōu)質(zhì) 的鑄錠。熔煉后鈦錠的化學(xué)成分，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為Fe :0 0. 06%，C :0 0. 05%，N :0 0. 05 %，0 :0 0. 10 %，H :0 0. 01 %，Si :0 0. 04%，其包含的雜質(zhì)總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于 0.4%,單一雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.1%，其余為Ti。將熔煉后的鈦錠置于電爐中加熱至1100°C，保溫4h，然后在水壓機(jī)或空氣錘上進(jìn) 行開坯鍛造，變形量控制在80 %，開坯鍛造完成后進(jìn)行兩火次鍛造，每火次鍛造中進(jìn)行不少 于五道次的鐓拔，鐓拔完成后修磨去除表面因鍛造產(chǎn)生的裂紋；將方坯下料長度為500mm左右，裝入的電爐中并隨爐升溫至900 °C，保溫3h后轉(zhuǎn)移 到快鍛機(jī)上進(jìn)行五道次的鐓拔鍛造，終鍛溫度不得低于700°C，加熱前修磨表面裂紋。經(jīng)過兩火次五道次的鐓拔后將方坯鍛造成直徑為150 153mm的初始棒材，再用 車床將表面氧化皮扒光并修磨表面裂紋后得到直徑為145 146mm的中間棒材。2)中間棒材擠壓成管坯將棒材中心鉆出直徑為35. 0 36. 3mm的通孔，中間棒材外表面、通孔內(nèi)表面和端 面包覆厚度為2. Omm的銅皮，裝入電爐加熱至750°C，并保溫3h，然后送入1600噸臥式擠壓 機(jī)中，選用擠壓筒直徑為150mm，擠壓針規(guī)格29mm，擠壓速度為50 60mm/s，擠壓成規(guī)格為 Φ45X8. Omm 的管坯；
將擠壓成的管坯在電爐中于700°C熱處理30min，從而消除管坯擠壓過程中產(chǎn)生 的殘余應(yīng)力，使管坯具備良好的塑性；熱處理完成后，選用體積濃度為60 %的HNO3酸洗液 浸泡去除管坯表面殘留的銅皮；切除管坯兩頭壁厚不均勻的部分，并采用人工剮修的方法 去除表面折疊、裂紋和凹坑等缺陷，通過這些處理使管坯外表面呈現(xiàn)無缺陷狀態(tài)。管坯拉伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 455. OMPa,屈服強(qiáng)度Rpa2 = 280. OMPa,斷后伸長率 A50 = 25. 0%，斷面收縮率Z = 70. 0% ；顯微組織為等軸組織，晶粒度為4級。3)管坯的開坯軋制將外表面無缺陷的管坯在室溫下送入兩輥開坯軋機(jī)進(jìn)行開坯軋制，所用的軋機(jī)為 能夠進(jìn)行大變形軋制的國產(chǎn)LG60型兩輥軋機(jī)。在第一道開坯次軋制時，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 55次/分，送進(jìn)量為4. 0 5. Omm/次，變形量控制在45. 8 %，即從Φ45. 0X8. Omm軋制 到Φ35. 0X5. 5mm ；冷軋后的管材在超聲波清洗槽中用金屬清洗劑配制清洗液浸泡除去管 材表面的油污，并用酸洗液(酸洗液按體積比配比，包含25. 0%的HNO3和8. 0%的HF，其 余為H2O)清洗管材之后，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10_2 1.0\10° 壓升率 (2. 0Pa/h，70(TC熱處理1. 0h，然后隨爐冷卻至200°C時出爐空冷。依據(jù)內(nèi)孔尺寸選擇合適 的鏜刀對內(nèi)孔進(jìn)行鏜孔處理，單邊進(jìn)刀量控制在0. 3 0. 5mm,并保證壁厚偏差在0. 3mm以 內(nèi)。選用LG30型兩輥軋機(jī)進(jìn)行第二道開坯軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速75 78次/分，送進(jìn)量4 5mm/次，變形量為63. 0%，即從Φ32. 0X5. 5mm軋制到Φ22. 0X3. Omm ；冷軋后的管材用金 屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污(軋制潤滑油)，并用酸洗液清洗管材之 后，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10_2 1.0\10° ￡1，壓升率< 2. 0Pa/h，650°C熱處理 l.Oh,隨爐冷卻至200°C時出爐空冷。4)中間管材軋制將開坯軋制后的管坯送入國產(chǎn)LD30型三輥精軋機(jī)進(jìn)行中間管材的冷軋，軋 機(jī)轉(zhuǎn)速80 90次/分，送進(jìn)量3 4mm/次，總變形量為50.9%，選用連續(xù)軋制第 一道次由Φ 22. 0 X 3. Omm軋制到Φ 19. 0 X 2. 5mm ；第二道次由Φ 19. 0X2. 5mm軋制到 Φ 16. 0X2. Omm ；用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂洗 (酸洗液按體積比配比包含30. 0%的HNO3和10. 0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管材表 面呈銀白色，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10-2 1.0\10° 壓升率< 2. OPa/h，熱 處理制度為700°C /1. Oh,隨爐冷卻至180°C時出爐空冷。將熱處理后的管材采用LD15型三輥精軋機(jī)，軋制時采用軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量2.0 2. 5mm/次，連續(xù)兩道次的軋制，總變形量為38. 4 % 第一 道次由Φ 16. 0 X 2. Omm軋制到Φ 14. 5 X 1. 7mm ；第二道次由Φ 14. 5X1. 7mm軋制到 Φ 13. 0X1. 5mm ；冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污 后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含25.0%的HNO3和80%的HF，其余為H2O)管 材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理，真空度控制在1.0X10_2 1.0\10° 壓升率< 2. OPa/h，熱處理制度6300C /l.Oh，得到中間管材；熱處理完成后通 過剮修去除管材表面的缺陷。5)成品管材冷軋將中間管材用國產(chǎn)LD15型三輥精軋機(jī)進(jìn)行成品管材的冷軋軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量1. 5 2. Omm/次，總變形量為47. 8 %，采用連續(xù)兩道次的軋制第一 道次由Φ 13. OX 1.5mm軋制到Φ 11. 5X 1. 3mm，第二道次由Φ 11. 5X 1. 3mm后連續(xù)軋制 Φ 10. OX 1.0mm;冷軋得到的成品管材用金屬清洗劑液在超聲波清洗槽中除去管材表面 的油污后，選用酸洗液(酸洗液按體積比配比包含20. 0%的HNO3和6. 0%的HF，其余為 H2O)漂洗管材，漂洗后管材表面呈銀白色；并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理真空度控制在 1.0X 10° 1.0X IO1Pa,壓升率彡2. OPa/min，熱處理制度510°C /1. 2h，得到成品管材。退火后的成品管材其顯微組織為細(xì)晶等軸組織，晶粒度為7 8級，成品管材的拉 伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 430. OMPa,屈服強(qiáng)度Rp0.2 = 285. OMPa,斷面收縮率A50 = 33.0%； 擴(kuò)口采用角度為74°的圓錐形頂芯，擴(kuò)口比例達(dá)到40%時合格，壓扁到壓扁表面之間的距 離為3. 34mm時合格；依據(jù)人工標(biāo)準(zhǔn)傷要求(長X寬X深3. OX0. 1 X0. 05mm)進(jìn)行超聲 波探傷，合格率為47.5%。實(shí)施例3規(guī)格為Φ8Χ 1. 25mm的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備1)鑄錠熔煉、鍛造成棒材依據(jù)GB/T 2524-2002選用零級或一級海綿鈦為原料，并對原料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，篩選雜 質(zhì)含量低于0.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的原料，并人工篩選剔除變色(顏色發(fā)黃或發(fā)藍(lán))的海綿 鈦。電極塊壓制前對海綿鈦鑄錠原料進(jìn)行烘干在105°C干燥8h，烘干后將鑄錠進(jìn)行 電極塊壓制，壓制完成后將電極塊及時焊接、熔煉，確保在熔煉前電極塊不吸收空氣中水 分；鑄錠的熔煉設(shè)備選用真空自耗電弧爐，首次熔煉時選用銅坩堝的直徑為560mm，將 爐內(nèi)壓力控制在0. 1 10. OPa之間，熔煉電流控制在26. O 29. OkA，熔煉溫度為2650°C, 熔煉時間2. 0h，鑄錠熔煉過程中采用循環(huán)水冷卻銅坩堝；熔煉加溫完成后，鑄錠在真空中 冷卻4. Oh后，將鑄錠表面黏附的污染物用鋼刷或手提砂輪機(jī)清理干凈，對鑄錠冒口處的氧 化部位采用車床扒皮處理，并及時進(jìn)行二次熔煉；二次熔煉選用銅坩堝的直徑為640mm，熔 煉程序與前次相同，二次熔煉完成后用車床將鑄錠表面的氧化皮和縮孔去除，以獲得優(yōu)質(zhì) 的鑄錠。熔煉后鈦錠的化學(xué)成分，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為Fe :0 0. 06%，C :0 0. 05%，N :0 0. 05 %，0 :0 0. 10 %，H :0 0. 01 %，Si :0 0. 04%，其包含的雜質(zhì)總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于 0.4%,單一雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.1%，其余為Ti。將熔煉后的鈦錠置于電爐中加熱至1080°C，保溫4. 5h，然后在水壓機(jī)或空氣錘上 進(jìn)行開坯鍛造，變形量控制在65 %，鐓拔完成后修磨去除表面因鍛造產(chǎn)生的裂紋，獲得截面 為300mm2左右方坯。 將方坯下料長度為500mm左右，裝入的電爐中并隨爐升溫至900 V，保溫3h后轉(zhuǎn)移 到快鍛機(jī)上進(jìn)行五道次的鐓拔鍛造，終鍛溫度不得低于700°C，加熱前修磨表面裂紋。經(jīng)過兩火次五道次的鐓拔后將方坯鍛造成直徑為150 153mm的初始棒材，再用 車床將表面氧化皮扒光并修磨表面裂紋后得到直徑為145 146mm的中間棒材。2)中間棒材擠壓成管坯將棒材中心鉆出直徑為35. 0 36. 3mm的通孔，中間棒材外表面、通孔內(nèi)表面和端 面包覆厚度為1. 6mm的銅皮，裝入電爐加熱至720°C，并保溫2. 5h，然后送入1600噸臥式擠壓機(jī)中，選用擠壓筒直徑為150mm，擠壓針規(guī)格29mm，擠壓速度為50 60mm/s，擠壓成規(guī)格 為Φ45Χ8. Omm的管坯；將擠壓成的管坯在電爐中于680°C熱處理40min，從而消除管坯擠壓過程中產(chǎn)生 的殘余應(yīng)力，使管坯具備良好的塑性；熱處理完成后，選用體積濃度為50 %的HNO3酸洗液 浸泡去除管坯表面殘留的銅皮；切除管坯兩頭壁厚不均勻的部分，并采用人工剮修的方法 去除表面折疊、裂紋和凹坑等缺陷，通過這些處理使管坯外表面呈現(xiàn)無缺陷狀態(tài)。管坯拉伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 455. OMPa,屈服強(qiáng)度Rpa2 = 280. OMPa,斷后伸長率 A50 = 25. 0%，斷面收縮率Z = 70. 0% ；顯微組織為等軸組織，晶粒度為4級。3)管坯的開坯軋制將外表面無缺陷的管坯在室溫下送入兩輥開坯軋機(jī)進(jìn)行開坯軋制，所用的軋機(jī)為 能夠進(jìn)行大變形軋制的國產(chǎn)LG60型兩輥軋機(jī)。在第一道開坯次軋制時，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 55次/分，送進(jìn)量為4. 0 5. Omm/次，變形量控制在45. 8 %，即從Φ45. 0X8. Omm軋制 到Φ35. 0X5. 5mm ；冷軋后的管材在超聲波清洗槽中用金屬清洗劑配制清洗液浸泡除去管 材表面的油污，并用酸洗液(酸洗液按體積比配比，包含20. 0%的HNO3和6. 0%的HF，其 余為H2O)清洗管材之后，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10_2 1.0\10° 壓升率 (2. 0Pa/h，680°C熱處理2. Oh，然后隨爐冷卻至150°C時出爐空冷。依據(jù)內(nèi)孔尺寸選擇合適 的鏜刀對內(nèi)孔進(jìn)行鏜孔處理，單邊進(jìn)刀量控制在0. 3 0. 5mm,并保證壁厚偏差在0. 2mm以 內(nèi)。選用LG30型兩輥軋機(jī)進(jìn)行第二道開坯軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速75 78次/分，送進(jìn)量4 5mm/次，變形量為63. 0%，即從Φ32. 0X5. 5mm軋制到Φ22. 0X3. Omm ；冷軋后的管材用金 屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污(軋制潤滑油)，并用酸洗液清洗管材之 后，在真空熱處理爐中，真空度為1.0\10_2 1.0\10° ￡1，壓升率< 2. 0Pa/h，680°C熱處理
1.5h,隨爐冷卻至150°C時出爐空冷。4)中間管材冷軋制將開坯軋制后的管坯送入國產(chǎn)LD30型三輥精軋機(jī)進(jìn)行中間管材的冷軋，軋機(jī)轉(zhuǎn) 速80 90次/分，送進(jìn)量3 4mm/次，選用連續(xù)軋制，總變形量為52. 0% 第一道次由 Φ 22. 0X3. 5mm軋制到 Φ 19. 0X3. 0mm，第二道次由 Φ 19. 0X3. Omm 軋制到 Φ 16. 0X2. 5mm ； 冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂 洗(酸洗液按體積比配比包含20.0%的而03和10.0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管 材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理，真空度控制在1.0X10_2 1.0X10°Pa， 壓升率< 2. OPa/h，熱處理制度700°C /1. 0h，得到中間管材；熱處理完成后通過剮修去除管 材表面的缺陷。將剮修后的管材采用LD15型三輥精軋機(jī)軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量
2.0 2. 5mm/次，總變形量為50. 9%，進(jìn)行連續(xù)三道次的軋制第一道次由Φ 16. 0X2. 5mm 軋制到Φ 14. 0X2. 3mm，第二道次由Φ14. 0X2. 3mm軋制到Φ 12. 5X2. 0mm，第三道次由 Φ 12. 5X2. Omm軋制到Φ 11. OX 1. 8mm ；冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽 中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含20. 0%的HNO3和 10. 0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理， 真空度控制在1.0父10-2 1.0\10° ￡1，壓升率< 2. OPa/h，680°C熱處理l.Oh，得到中間管
11材；熱處理完成后通過剮修去除管材表面的缺陷。5)成品管材冷軋將中間管材用國產(chǎn)LD15型三輥精軋機(jī)進(jìn)行成品管材的冷軋軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量1. 5 2. Omm/次，選用兩道次連續(xù)軋制，總變形量為49. 1%:第一道次由 Φ 11. 0X1. 8mm 軋制到 Φ 9. 5X1. 6mm，第二道次由 Φ 9. 5X1. 6mm 軋制 Φ 8. 0X1. 25mm。冷 軋得到的成品管材用金屬清洗劑液在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污后，選用酸洗液 (酸洗液按體積比配比包含30. 0%的HNO3和5. 0%的HF，其余為H2O)漂洗管材，漂洗后管 材表面呈銀白色；并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理真空度控制在1. 0 X 10° 1. 0 X IO1Pa,壓 升率彡2. 0Pa/min，520°C熱處理1. 5h，得到成品管材。退火后的成品管材其顯微組織為細(xì)晶等軸組織，晶粒度為7 8級，成品管材的拉 伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 430. OMPa,屈服強(qiáng)度Rp0.2 = 265. OMPa,斷面收縮率A50 = 30.5%； 擴(kuò)口采用角度為74°的圓錐形頂芯，擴(kuò)口比例達(dá)到50%時合格，壓扁到壓扁表面之間的距 離為2. 67mm時合格；依據(jù)人工標(biāo)準(zhǔn)傷要求(長X寬X深3. 0 X 0. 1 X 0. 05mm)進(jìn)行超聲 波探傷，合格率為40.2%。實(shí)施例4規(guī)格為Φ8 X Imm的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備進(jìn)行軋制的管坯、開坯軋制與實(shí)施例1相同，由中間管材到成品管材的具體的軋 制步驟為4)中間管材冷軋制將開坯軋制后的管坯送入國產(chǎn)LD30型三輥精軋機(jī)進(jìn)行中間管材的冷軋，軋 機(jī)轉(zhuǎn)速80 90次/分，送進(jìn)量3 4mm/次，總變形量為47.9%，選用連續(xù)軋制第 一道次由Φ 22. 0 X 3. 5mm軋制到Φ 19. 0 X 3. Omm ；第二道次由Φ 19. 0X3. Omm軋制到 Φ16.0Χ2. 5mm;冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污 后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含25. 0%的HNO3和6. 5%的HF，其余為H2O)管 材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理，真空度控制在1.0X10_2 1.0\10° 壓升率< 2. OPa/h，熱處理制度6300C /l.Oh，得到中間管材；熱處理完成后通 過剮修去除管材表面的缺陷。將剮修后的管材采用LD15型三輥精軋機(jī)軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量 2. 0 2. 5mm/次，總變形量為53. 2 %，選用連續(xù)三道次軋制第一道次由Φ 16. 0X2. 5mm 軋制到Φ14.0Χ2. 3mm;第二道次由Φ14.0Χ2. 3mm軋制到Φ 12. 5 X 2. 0mm，第三道次由 Φ 12. 5X2. Omm軋制到Φ 11. 0X1. 7mm ；冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽 中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含30. 0%的HNO3和 10. 0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理， 真空度控制在1.0X10—2 1.0X10°Pa，壓升率彡2. OPa/h，熱處理制度680°C /l.Oh，得到 中間管材；熱處理完成后通過剮修去除管材表面的缺陷。5)成品管材冷軋將中間管材用國產(chǎn)LD15型三輥精軋機(jī)進(jìn)行成品管材的冷軋軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量1. 5 2. Omm/次，總變形量為57. 7%，選用連續(xù)兩道次軋制第一道次由 Φ 11. 0X1. 7mm 軋制到 Φ 9. 5X1. 3mm 第二道次由 Φ 9. 5X1. 3mm 軋制到 Φ8. 0X1. 0_ ；冷 軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂洗
12(酸洗液按體積比配比包含15. 0%的HNO3和10. 0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管材表 面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理，真空度控制在1. 0 X 10_2 1. 0 X IO0Pa,壓升 率< 2. 0Pa/h，50(TC熱處理制度/1. 0h，得到中間管材；熱處理完成后通過剮修去除管材表 面的缺陷。退火后的成品管材其顯微組織為細(xì)晶等軸組織，晶粒度為7 8級，成品管材的拉 伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 435. OMPa,屈服強(qiáng)度Rp0.2 = 275. OMPa,斷面收縮率A50 = 32.5%； 擴(kuò)口采用角度為74°的圓錐形頂芯，擴(kuò)口比例達(dá)到50%時合格，壓扁到壓扁表面之間的距 離為2. 67mm時合格；依據(jù)人工標(biāo)準(zhǔn)傷要求(長X寬X深3. 0 X 0. 1 X 0. 05mm)進(jìn)行超聲 波探傷，合格率為43.7%。實(shí)施例5規(guī)格為Φ6Χ Imm的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備進(jìn)行軋制的管坯、開坯軋制與實(shí)施例1相同，由中間管材到成品管材的具體的軋 制步驟為4)中間管材冷軋制將開坯軋制后的管坯送入國產(chǎn)LD30型三輥精軋機(jī)進(jìn)行中間管材的冷軋，軋 機(jī)轉(zhuǎn)速80 90次/分，送進(jìn)量3 4mm/次，總變形量為50.9%，選用連續(xù)軋制第 一道次由Φ 22. 0 X 3. Omm軋制到Φ 19. 0 X 2. 5mm ；第二道次由Φ 19. 0X2. 5mm軋制到 Φ16.0Χ2. Omm;冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽中除去管材表面的油污 后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含26. 0%的HNO3和6. 0%的HF，其余為H2O)管 材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理，真空度控制在1.0X10_2 1.0\10° 壓升率< 2. OPa/h，熱處理制度7000C /l.Oh，得到中間管材；熱處理完成后通 過剮修去除管材表面的缺陷。將剮修后的管材采用LD15型三輥精軋機(jī)軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量 2.0 2. 5mm/次，總變形量為57. 0 %，選用連續(xù)三道次軋制第一道次由Φ 16. OX 2. Omm 軋制到Φ14. 0X1. 8mm ；第二道次由Φ 14. 0X 1. 8mm軋制到Φ 12. OX 1. 6mm ；第三道次由 Φ 12.0X1. 6mm軋制到Φ 10.0X1. 4mm ；冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清洗槽 中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含20. 0%的HNO3和 10. 0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處理， 真空度控制在1.0父10-2 1.0\10° ￡1，壓升率< 2. OPa/h，680°C熱處理l.Oh，得到中間管 材；熱處理完成后通過剮修去除管材表面的缺陷。5)成品管材冷軋將中間管材用國產(chǎn)LD15型三輥精軋機(jī)進(jìn)行成品管材的冷軋軋制，軋機(jī)轉(zhuǎn)速50 60次/分，送進(jìn)量1. 5 2. Omm/次，總變形量為58. 5%，選用連續(xù)3道次的軋制第一道次 由 Φ 10. 0X1. 4mm 軋制到 Φ 8. 0X1. 2mm ；第二道次 Φ 8. 0X1. 2mm 軋制 Φ 7. 0X1. Imm ；第三 道次由Φ7.0Χ1. Imm軋制到Φ6. OX 1. Omm ；冷軋后的中間管材用金屬清洗劑在超聲波清 洗槽中除去管材表面的油污后，并用酸洗液漂洗(酸洗液按體積比配比包含15.0%的HNO3 和10.0%的HF，其余為H2O)管材，清洗后管材表面呈銀白色，并在真空熱處理爐進(jìn)行熱處 理，真空度控制在1.0Χ10"2 1. OX 10°Pa，壓升率彡2. 0Pa/h，550°C熱處理1. 0h，得到中間 管材；熱處理完成后通過剮修去除管材表面的缺陷。退火后的成品管材其顯微組織為細(xì)晶等軸組織，晶粒度為7 8級，成品管材的拉伸性能為抗拉強(qiáng)度Rm = 425. OMPa,屈服強(qiáng)度Rp0.2 = 285. OMPa,斷面收縮率A50 = 30.0%； 擴(kuò)口采用角度為74°的圓錐形頂芯，擴(kuò)口比例達(dá)到60%時合格，壓扁到壓扁表面之間的距 離為2. Omm時合格；依據(jù)人工標(biāo)準(zhǔn)傷要求(長X寬X深3. 0X0. 1X0. 05mm)進(jìn)行超聲波 探傷，合格率為37.3%。
權(quán)利要求
一種飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)鑄錠鍛造成中間棒材將熔煉后的含鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于99.6％的海綿鈦鑄錠，加熱至1000～1100℃，保溫4～6h后進(jìn)行變形量為60～80％的開坯鍛造，開坯鍛造完成后進(jìn)行兩火次鍛造，每火次鍛造中進(jìn)行不少于五道次的鐓拔，鐓拔完成后滾圓為棒材；2)中間棒材擠壓成管坯在中間棒材中心鉆出與擠壓管坯的內(nèi)孔相適應(yīng)的通孔，并將中間棒材外表面、通孔內(nèi)表面和端面包覆厚度為1.0～2.0mm的銅皮，然后加熱至700～750℃保溫1～3h，再將其送入擠壓機(jī)擠壓成管坯，擠壓速度控制在50～55mm/s；將擠壓好的管坯在650～700℃熱處理30～45min，熱處理完成后，在體積濃度為30～60％的HNO3酸洗液中浸泡去除殘留在管坯表面的銅皮，并去除管坯表面上的折疊、裂紋和凹坑；3)管坯的開坯軋制將外表面無缺陷的管坯在室溫下送入兩輥開坯軋機(jī)進(jìn)行2～3道次的開坯軋制，每道次變形量為45～65％，在前兩次的開坯軋制后通過鏜刀對管材內(nèi)孔進(jìn)行處理，軋制完成后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗后，在1.0×10 2～1.0×100Pa、壓升率≤2.0Pa/h的真空條件下600～700℃熱處理0.5～2.0h，然后隨爐冷卻至200℃以下出爐空冷，檢查并去除外表面缺陷；4)中間管材軋制將開坯軋制后的管坯在多輥冷軋管機(jī)上進(jìn)行連續(xù)2～3道次的冷軋，每道次冷軋的變形量控制在10.0～30.0％，每連續(xù)2～3道次的總變形量控制在40.0～60.0％，冷軋后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗，然后在1.0×10 2～1.0×100Pa、壓升率≤2.0Pa/h的真空條件下650～700℃熱處理0.5～2.0h，熱處理完成后隨爐冷卻至200℃以下出爐空冷，檢查并去除外表面缺陷后得到中間管材；5)成品管材軋制將中間管材進(jìn)行連續(xù)2～3道次的冷軋，每道次冷軋的變形量控制在10.0～30.0％，總變形量35.0～60.0％，冷軋后去除管材表面粘附的油污并用酸洗液清洗，然后在1.0×10 2～1.0×100Pa、壓升率≤2.0Pa/h的真空條件下500～550℃熱處理1.0～1.5h，熱處理完成后隨爐冷卻至200℃以下出爐空冷，得到成品管材。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于，所述 的海綿鈦鑄錠熔煉為將海綿鈦鑄錠原料在100 120°C干燥6 10h，然后進(jìn)行電極塊壓制并焊接海綿鈦鑄 錠原料，再在0. 1 10. OPa之間于2500 2800°C熔煉，熔煉時間為2. 0 5. Oh ；在真空中 冷卻3. 0 5. Oh后，取出鑄錠，去除表面污染物和氧化皮，得到熔煉后的海綿鈦鑄錠。
3.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于熔 煉后的海綿鈦鑄錠，其包含的雜質(zhì)總和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.4%，單一雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于 0.1%。
4.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于按 質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，熔煉后的海綿鈦鑄錠化學(xué)成分為Fe :0 0.06%，C :0 0.05%，N:0 0. 05%, 0 0 0. 10%, H :0 0. 01%，Si 0 0. 04%，其余為 Ti。
5.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于管坯 的強(qiáng)度為500. 0 700. OMpa,再結(jié)晶溫度為500 600°C。
6.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于所述 的鏜孔去除包括裂紋和凹坑的內(nèi)壁缺陷，確保管材的壁厚偏差小于0. 20 0. 40mm。
7.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于在鏜 孔處理規(guī)格為Φ30 Φ40πιπι的中間管材時，鏜孔量控制在0. 30 0. 50mm。
8.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于所述 的酸洗液包含體積濃度15. 0 30. 0%的HNO3和5. 0 10. 0%的HF,其余為H2O0
9.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，其特征在于所述 的成品管材的顯微組織為等軸組織，等軸組織的平均晶粒度為6 8級。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材的制備方法，通過改善鈦合金管材材料的工藝塑性，從而制造出滿足相應(yīng)要求的飛機(jī)發(fā)動機(jī)用無縫鈦合金管材。本發(fā)明首先熔煉海綿鑄錠以盡可能少的引入間隙元素；其次，對鑄錠加熱后進(jìn)行大變形量開坯鍛造和反復(fù)鐓拔，確保鑄態(tài)的粗大晶粒完全破碎細(xì)化，對形成的管坯真空熱處理以消除管坯擠壓過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，改善管坯的塑性；再次，對管坯的大變形量的開坯軋制進(jìn)一步細(xì)化晶粒；然后在中間軋制和成品軋制的冷軋之后，在較低退火可有效控制晶粒粗化，延長加熱時間可確保完全再結(jié)晶，確保管材組織在完全再結(jié)晶狀態(tài)下能夠滿足飛機(jī)發(fā)動機(jī)用料所要求的力學(xué)和工藝性能。
文檔編號B21C37/06GK101934302SQ201010250929
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者南莉, 龐繼明, 文寧, 曲恒磊, 李明利, 楊亞社, 楊建朝, 祝建雯, 鄧超 申請人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司