一种强度高的Ti80钛环的生产工艺

技术领域

本发明涉及有色金属生产工艺技术领域，具体为一种Ti80钛环的生产工艺。

背景技术

Ti80钛合金是我国自主研制的一种新型Ti-Al-Nb-Zr-Mo系α+β钛合金。具有高强、高韧、可焊、耐蚀、良好的低周疲劳和较高的冲击韧性等综合性能，与传统的钛合金TC4相比，塑性提高了3％～5％，冲击韧性提高了近2倍，被广泛用于航空、航天、航海等领域，尤其在海洋工程领域具有很好的应用前景。目前海洋工程领域逐渐开始采用大规格锻坯制备压力容器、耐压壳体等部件，所用锻坯的尺寸越大，单重越重，其组织均匀性的控制越难，因此导致Ti80钛环强度不够高，这些，急需解决这个问题。

发明内容

为了解决现有的Ti80钛环的生产工艺获得的Ti80钛环强度不够高，本发明提供一种强度高的Ti80钛环的生产工艺。

本发明通过以下技术方案实现的：

本发明具体提供一种强度高的Ti80钛环的生产工艺，包括以下步骤：

(1)第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在750～845℃预热1.5～2.5小时后升温至985～1125℃，保温时间385～405min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

(2)第二火，使用2000T设备，1000～1065℃下并保温185～235min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

(3)第三火，使用2000T设备，945～995℃下并保温185～240min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

(4)第四火，使用2000T设备，935～985℃下并保温105～155min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，空冷修磨。

(5)第五火，使用2000T设备，在925～975℃下，出成品。

(6)第六火，在755～805℃下，退火。

优选的，第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在800℃预热2小时后升温至1050℃，保温时间380min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

优选的，第二火，使用2000T设备，1020℃下并保温210min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

优选的，第三火，使用2000T设备，970℃下并保温210min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

优选的，第四火，使用2000T设备，960℃下并保温130min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1kg，空冷修磨。

优选的，第五火，使用2000T设备，在950℃下，进行镦拔后，出成品。

优选的，第六火，在780℃下，退火。

优选的，开坯锻造来料选用Φ760锭型2315kg。

优选的，钛锭实测计算相变点为975℃-980℃，后续锻造工艺温度参考该相变点制定。

优选的，修磨为表面100％打磨，深坑缺陷平滑过渡。

通过实施本发明的技术方案，可以达到以下有益效果:

1、经过本发明提供的的Ti80钛环的生产工艺，检测后对比可以看出，五组实验数据中Ti80钛环的抗拉强度、屈服强度、延伸率、收缩率、冲击强度和硬度均优于标准要求，可以满足好多实际应用的需求。

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。

本发明中所采用的设备和仪器均为本领域常见的设备，但不限制本发明的实施，其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。

实施例一：

一种强度高的Ti80钛环的生产工艺，包括以下步骤：

(1)第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在750℃预热2.5小时后升温至985℃，保温时间385min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

(2)第二火，使用2000T设备，1000℃下并保温235min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

(3)第三火，使用2000T设备，945℃下并保温240min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

(4)第四火，使用2000T设备，935℃下并保温155min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取3.5kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取3.5kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取0.8kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取0.8kg，空冷修磨。

(5)第五火，使用2000T设备，在925℃下，进行镦拔后，出成品。

(6)第六火，在755℃下，退火。

实施例二：

一种强度高的Ti80钛环的生产工艺，包括以下步骤：

(1)第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在780℃预热2.2小时后升温至1000℃，保温时间370min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

(2)第二火，使用2000T设备，1010℃下并保温220min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

(3)第三火，使用2000T设备，960℃下并保温220min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

(4)第四火，使用2000T设备，950℃下并保温140min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取3.8kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取3.8kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取0.9kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取0.9kg，空冷修磨。

(5)第五火，使用2000T设备，在940℃下，进行镦拔后，出成品。

(6)第六火，在770℃下，退火。

实施例三：

一种强度高的Ti80钛环的生产工艺，包括以下步骤：

(1)第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在800℃预热2小时后升温至1050℃，保温时间380min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

(2)第二火，使用2000T设备，1020℃下并保温210min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

(3)第三火，使用2000T设备，970℃下并保温210min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

(4)第四火，使用2000T设备，960℃下并保温130min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1kg，空冷修磨。

(5)第五火，使用2000T设备，在950℃下，进行镦拔后，出成品。

(6)第六火，在780℃下，退火。

实施例四：

一种强度高的Ti80钛环的生产工艺，包括以下步骤：

(1)第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在820℃预热1.8小时后升温至1100℃，保温时间390min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

(2)第二火，使用2000T设备，1030℃下并保温200min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

(3)第三火，使用2000T设备，980℃下并保温200min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

(4)第四火，使用2000T设备，970℃下并保温120min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4.2kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4.2kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1.1kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1.1kg，空冷修磨。

(5)第五火，使用2000T设备，在960℃下，进行镦拔后，出成品。(6)第六火，在790℃下，退火。

实施例五：

一种强度高的Ti80钛环的生产工艺，包括以下步骤：

(1)第一火，开坯锻造，使用4500T设备，在845℃预热1.5小时后升温至1125℃，保温时间405min，完成两镦三拔后的坯料可回炉开坯，并进行空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量分为95～110kg、170～195kg、200～235kg、320～375、400～420kg，将下料分为下料340～380kg两件，下料400～420kg一件，下料160～190kg两件，下料200～215kg一件，下料100～120kg一件，余料范围在450kg到500kg之间，本发明中余料取475kg。

(2)第二火，使用2000T设备，1065℃下并保温185min，完成三镦三拔，空冷，修磨，下料，根据成品尺寸和锻造尺寸的重量50～60、65～75、80～90kg，将下料分为下料80～90kg两件，下料50～60kg两件，下料65～75kg一件。

(3)第三火，使用2000T设备，995℃下并保温185min，完成三镦三拔，空冷，修磨。

(4)第四火，使用2000T设备，985℃下并保温105min，之后进行：1、完成一镦一拔后整形至Φ710×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4.5kg，空冷修磨。2、完成一镦一拔后整形至Φ520×180，冲孔，冲垫3～5kg，本次取4.5kg，空冷修磨。3、完成一镦一拔后整形至Φ390×150，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1.2kg，空冷修磨。4、完成一镦一拔后整形至Φ330×120，冲孔，冲垫0.8～1.2kg，本次取1.2kg，空冷修磨。

(5)第五火，使用2000T设备，在975℃下，进行镦拔后，出成品。

(6)第六火，在805℃下，退火。

实施例六：

上述实施例一至实施例五提供的五个不同方案中开坯锻造来料选用Φ760锭型2315kg，且钛锭实测计算相变点为975℃-980℃，后续锻造工艺温度参考该相变点制定，且修磨为表面100％打磨，深坑缺陷平滑过渡。

实施例七：

将上述实施例一至实施例五提供的五个不同方案分别生产Ti80钛环：

取上述实验基础上生产的Ti80钛环常温物理性能检测结果见表1。

表1：Ti80钛环常温物理性能检测结果

由表1可知，经过本发明提供的的Ti80钛环的生产工艺，检测后对比可以看出，五组实验数据中Ti80钛环的抗拉强度、屈服强度、延伸率、收缩率、冲击强度和硬度均优于标准要求，可以满足好多实际应用的需求。

综上所述，本发明提供的技术方案，能够在一定程度上提高Ti80钛环的综合性能。