一种钽合金异形件的成形方法技术

本发明专利技术提供了一种钽合金异形件的成形方法，包括以下步骤：步骤一、将钽合金圆板的表面磨光后进行热冲压，得到钽合金异形件半成品；步骤二、将钽合金异形件半成品进行冷旋压或热旋压，得到钽合金异形件毛坯；步骤三、将钽合金异形件毛坯依次进行切割和机加工处理，然后进行真空退火处理，得到钽合金异形件。本发明专利技术先采用热冲压法使钽合金板材初步成形，得到钽合金异形件半成品，然后采用旋压法使钽合金异形件半成品的内表面与旋压模具充分贴合，从而保证旋压内表面与外表面减薄均匀，解决了钽合金厚板制备钽合金异形件过程中冲压成形困难及旋压尺寸难控制的问题，提高了钽合金异形件的成材率，并改善了钽合金异形件的表面质量。

Forming method of a tantalum alloy special-shaped part

The present invention provides a method for forming tantalum alloy shaped pieces, which comprises the following steps: first, the polished surface of tantalum alloy plates were obtained after hot stamping, tantalum alloy special-shaped pieces of semi-finished products; step two, the tantalum alloy special-shaped pieces of semi-finished products of cold spinning or hot spinning, obtained tantalum alloy profiled blank; step three, will in turn shaped tantalum alloy blank cutting and machine processing, and then annealed in vacuum, obtained tantalum alloy shaped pieces. The present invention by hot stamping method make tantalum alloy sheet shape, obtained tantalum alloy special-shaped pieces of semi-finished products, and then use the method of spinning tantalum alloy profiled semi-finished inner surface and spinning die fully fit, so as to ensure the inner surface and the outer surface of the spinning thinning evenly, solve the difficulties of stamping and spinning the size of tantalum alloy in the process of special-shaped pieces of the difficult control problem of preparation of tantalum alloy plate, improve the yield rate of tantalum alloy deformed parts, and improve the surface quality of tantalum alloy profiled.

【技术实现步骤摘要】
一种钽合金异形件的成形方法
本专利技术属于钽合金成形
，具体涉及一种钽合金异形件的成形方法。
技术介绍
钽及钽合金具有高密度、高熔点、高强度及优异的耐酸碱及耐液态金属腐蚀等品质，在化工、航空航天、武器装备、电子等领域有着广泛的应用。化工设备中的热交换器、壳、管状加热器和热偶套管，以及制酸的容器设备、管道，存储罐、运输罐的封头等为了防腐蚀，都采用钽及钽合金作为内衬。在航空航天领域中，钽合金被用作火箭喷管材料。在武器装备领域，钽合金作为破甲弹药型罩材料，大大提高了侵彻体的穿甲威力。近年来，随着上述领域的发展，钽及钽合金的需求量急剧增加。钽合金产品多为管状、半球状、球缺状等异形回转件，为保证产品的性能，异形回转件不能进行焊接，大多通过钽合金板材经冲压法或旋压法制备而得。有研究表明，钽合金板材内部结构不可避免的存在各向异性，因此在冲压过程中容易出现制耳现象，造成产品成材率下降，如图1所示；当钽合金板材较厚时，冲压过程中的制耳现象严重，产品成形困难，废品率高，造成材料的极大浪费，特别是对于钽这种价格昂贵的金属，大大增加了原料成本。而采用旋压法利用钽合金厚板制备钽合金异形件时，旋轮压力难以精确传递到旋压件的内表面，造成旋压件的外表面已发生减薄而内表面仍未贴模的问题，使产品的尺寸难以控制，特别是在加工形状较复杂及深度较大的产品时，直接旋压极易产生拉裂现象。因此，单独采用冲压法或旋压法利用钽合金厚板制备钽合金异形件的成材率偏低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种钽合金异形件的成形方法。该方法将热冲压法和旋压法相结合，先采用热冲压法使钽合金板材初步成形，降低了钽合金板材内部结构的各向异性的影响，得到钽合金异形件半成品，然后采用旋压法使钽合金异形件半成品的内表面与旋压模具充分贴合，从而保证旋压内表面与外表面减薄均匀，解决了钽合金厚板制备钽合金异形件过程中冲压成形困难及旋压尺寸难控制的问题，提高了钽合金异形件的成材率，降低了生产成本，并改善了钽合金异形件的表面质量。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将钽合金圆板的表面磨光，然后进行热冲压，得到钽合金异形件半成品；所述钽合金圆板的直径为200mm～500mm，厚度为10mm～20mm；步骤二、将步骤一中得到的钽合金异形件半成品进行旋压，得到钽合金异形件毛坯；所述旋压为冷旋压或热旋压；步骤三、将步骤二中得到的钽合金异形件毛坯依次进行切割和机加工处理，然后进行真空退火处理，得到钽合金异形件。上述的一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，步骤一中所述钽合金圆板为钽铌合金圆板或钽钨合金圆板。上述的一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，步骤一中所述热冲压的温度为200℃～600℃。上述的一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，步骤二中所述热旋压的温度为650℃～1000℃。上述的一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，步骤三中所述真空退火的温度为1100℃～1300℃，时间为1h～2h，真空度不大于1×10-2Pa。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术中采用热冲压法和旋压法相结合的方法来制备钽合金异形件，先采用热冲压法改变钽合金板材的形状，使钽合金异形件初步成形，得到钽合金异形件半成品，降低了钽合金板材内部结构的各向异性的影响，避免了直接冲压产生的制耳现象；然后采用旋压法对钽合金异形件半成品精加工，得到钽合金异形件毛坯，旋压过程中钽合金异形件半成品的内表面可与旋压模具充分贴合，从而保证旋压内表面与外表面减薄均匀，不会堆积产生折叠或拉裂，有效地控制了产品的尺寸和形状，提高了钽合金异形件的成材率，降低了生产成本。2、本专利技术中采用热旋压工艺提高钽合金异形件半成品的可旋压性，防止旋压过程中产生鱼鳞状毛刺或起皮等缺陷，并结合切割和机加工工艺，除去毛边和毛刺，提高了产品的尺寸精度，同时降低了产品表面粗糙度，改善了钽合金异形件的表面质量。3、本专利技术的成形方法简单易行，对设备要求不高，易于推广，适用于加工形状较复杂及深度较大的钽合金异形件产品。下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。附图说明图1是现有技术中冲压法制得的具有制耳现象的钽合金异形件的照片。图2是本专利技术实施例1制得的TaNb3异形件的成形示意图。图3是本专利技术实施例2制得的TaNb20异形件的成形示意图。图4是本专利技术实施例2制得的TaNb20异形件的照片。图5是本专利技术实施例3制得的TaW10异形件的成形示意图。图6是本专利技术实施例4制得的TaW12异形件的成形示意图。具体实施方式实施例1如图2所示，本实施例TaNb3异形件的成形过程中，实线表示冲压成形部分，虚线表示旋压成形部分，R1表示TaNb3异形件半成品的顶部半径。本实施例包括以下步骤：步骤一、将通过交叉轧制得到的TaNb3板材切割成直径为500mm、厚度为20mm的TaNb3圆板，将TaNb3圆板的表面磨光后，加热到200℃并保温10min，然后经2道次冲压，得到TaNb3异形件半成品；所述TaNb3异形件半成品的顶部半径R1为60mm、锥角为90°；步骤二、将步骤一中得到的TaNb3异形件半成品置于旋压机上进行旋压，采用石墨机械油混合剂润滑，经过5道次冷旋压后，得到弹头形的TaNb3异形件毛坯；所述5道次冷旋压过程中旋压机的旋轮圆角半径为20mm，旋轮进给速度为0.5mm/r，TaNb3异形件半成品的转速为200r/min；所述弹头形的TaNb3异形件毛坯的顶部厚度为17.2mm，口部厚度为14.7mm，口部外径为310mm；步骤三、将步骤二中得到的TaNb3异形件毛坯进行线切割，切去口部毛边后，进行机加工，然后在真空度1×10-2Pa、1100℃的条件下退火处理1.5h，最终得到TaNb3异形件；所述TaNb3异形件的整体壁厚为14mm，口部外径为300mm，所述TaNb3异形件的表面平整光滑无裂纹。经称量，本实施例中TaNb3圆板的重量为63.4kg，TaNb3异形件的重量为51.7kg，成材率为81.5％。实施例2如图3所示，本实施例TaNb20异形件的成形过程中，实线表示冲压成形部分，虚线表示旋压成形部分，R2表示TaNb20异形件半成品的顶部半径。本实施例包括以下步骤：步骤一、将通过交叉轧制得到的TaNb20板材切割成直径为325mm、厚度为15mm的TaNb20圆板，将TaNb20圆板的表面磨光后，加热到200℃并保温10min，然后经1道次冲压，得到TaNb20异形件半成品；所述TaNb20异形件半成品的顶部半径R2为85mm、锥角为120°；步骤二、将步骤一中得到的TaNb20异形件半成品置于旋压机上进行旋压，采用石墨机械油混合剂润滑，经过7道次冷旋压后，得到TaNb20异形件毛坯；所述7道次冷旋压过程中旋压机的旋轮圆角半径为20mm，旋轮进给速度为1mm/r，TaNb20异形件半成品的转速为150r/min；所述TaNb20异形件毛坯的顶部厚度为12mm，球冠厚度为9.8mm，直壁段长度为43mm，直壁段厚度为8.8mm，口部外径为187.6mm；步骤三、将步骤二中得到的TaNb20异形件毛坯进行线切割，切去口部毛边后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将钽合金圆板的表面磨光，然后进行热冲压，得到钽合金异形件半成品；所述钽合金圆板的直径为200mm～500mm，厚度为10mm～20mm；步骤二、将步骤一中得到的钽合金异形件半成品进行旋压，得到钽合金异形件毛坯；所述旋压为冷旋压或热旋压；步骤三、将步骤二中得到的钽合金异形件毛坯依次进行切割和机加工处理，然后进行真空退火处理，得到钽合金异形件。

【技术特征摘要】
1.一种钽合金异形件的成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将钽合金圆板的表面磨光，然后进行热冲压，得到钽合金异形件半成品；所述钽合金圆板的直径为200mm～500mm，厚度为10mm～20mm；步骤二、将步骤一中得到的钽合金异形件半成品进行旋压，得到钽合金异形件毛坯；所述旋压为冷旋压或热旋压；步骤三、将步骤二中得到的钽合金异形件毛坯依次进行切割和机加工处理，然后进行真空退火处理，得到钽合金异形件。2.根据权利要求1所述的一种钽合金异形件的成...

【专利技术属性】
技术研发人员：林小辉，梁静，王晖，李延超，张小明，王峰，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61