消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法技术

本发明专利技术公开的消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，先选取TC4铸锭并进行开坯；再将坯料修磨干净，加热后改锻；随后将坯料修磨干净，加热后展宽、收边；将处理后的坯料修磨干净，加热后拔长、再收边，完成锻造成型。本发明专利技术的锻造成型方法可减少回炉次数，减少临界变形区组织，可显著消除TC4钛合金板坯在成型过程中端头出现的“月牙痕”，保证板坯探伤和高低组织均匀性，消除板坯尖角大圆弧，提高成材率，缩短机加工时，提高生产效率；而且本发明专利技术锻造成型方法可生产单重4吨以下，尺寸H(130～200)×W(800～1600)×L(1600～3000)的TC4合金板坯，有很好的应用价值。

Forging forming method of eliminating the crescent mark at the end of TC4 titanium alloy slab

The invention discloses a forging forming method for eliminating the crescent mark at the end of TC4 titanium alloy slab. First, TC4 ingot is selected and blank is opened; then the blank is grinded clean and heated before forging; then the blank is grinded clean and heated before widening and edging; the processed blank is grinded clean and heated before stretching and edging to complete forging forming. The forging forming method of the invention can reduce the number of furnace returns, reduce the organization of critical deformation area, significantly eliminate the \crescent mark\ at the end of TC4 titanium alloy slab in the forming process, ensure the slab flaw detection and high and low structure uniformity, eliminate the slab sharp angle and large arc, improve the yield, shorten the machining time and improve the production efficiency; and the forging forming method of the invention can produce single TC4 alloy slab with weight less than 4 tons and dimension H (130-200) \u00d7 w (800-1600) \u00d7 L (1600-3000) has a good application value.

【技术实现步骤摘要】
消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法
本专利技术属于钛合金板坯成型方法
，具体涉及一种消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法。
技术介绍
由于钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀等优点，因此钛合金板坯在舰船、海洋工程、化工、石油工程等领域应用越来越广。但受原材料工艺方法的限制，钛合金价格较高，因此在制造领域，提高材料利用率是降低成本最为有效的方法。在钛板坯锻造领域，为提高材料利用率，很多锻造工作者尝试多种锻造工艺，以提高材料利用率，应用最为成熟的为无舌锻造，主要用于纯钛的小板坯锻造成型，此方法锻造过程，工艺复杂，而且在成品板坯的端头容易出现月牙痕，成品率低；另外，单块合金板坯的重量需求越来越大，此工艺目前还无法达到要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，解决了现有锻造方法工艺复杂、成品率低的问题。本专利技术所采用的技术方案是，消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，包括以下步骤：步骤1，选取TC4铸锭并进行开坯，得到第一坯料；步骤2，将第一坯料修磨干净，加热后改锻，得到第二坯料；步骤3，将第二坯料修磨干净，加热后展宽、收边，得到第三坯料；步骤4，将第三坯料修磨干净，加热后拔长、再收边，完成锻造成型。本专利技术的特征还在于，步骤1中开坯的具体操作为：首先将TC4铸锭在不大于800℃时入炉，随后升温至800℃，保温120-150min；然后升温至1150±20℃，保温350-480min，出炉；最后对处理后的TC4铸锭两镦两拔，每次镦拔结束后冷却方式均为空冷，得到第一坯料。两镦两拔中，经处理的TC4铸锭每次镦拔变形量均为37％-40％，且第二次镦拔的终锻温度不小于800℃。升温过程中的加热保温系数均为0.3-0.7min/mm。步骤2具体为：将第一坯料修磨干净并在不大于800℃时入炉，升温至800℃，保温120-150min；随后升温至相变点温度+20～50℃，保温350-450min，出炉锻造；最后进行两镦两拔，每次镦拔结束后均进行水冷，完成改锻。升温过程中加热保温系数为0.3-0.7min/mm；两镦两拔的每次镦拔变形量为37-40％，且第二次镦拔的终锻温度不小于800℃。步骤3具体为：将第二坯料修磨干净并在不大于800℃时入炉，升温至800℃，保温120-150min；随后升温至相变点温度下20～50℃，保温350-450min，出炉锻造，得到第三坯料；其中第三坯料的宽度尺寸不小于成品目标锻板宽度+40～50mm，第三坯料的厚度预留15-25％的变形量，第三坯料的收边顺序应从两端向中心，冷却方式为空冷。升温过程中加热保温系数0.3-0.7min/mm。步骤4的过程为：将第三坯料再次修磨干净后加热至相变点下40～50℃，加热保温系数为0.3-0.7min/mm；然后先将所述第三坯料沿长度方向拔长，拔长过程单锤下压量≤10mm，再沿宽度方向收长度，沿长度方向收宽。沿长度方向收宽时顺序为从两端向中心收双板舌。本专利技术的有益效果是：本专利技术消除TC4钛合金板坯端头“月牙痕”的锻造成型方法通过“铸锭开坯—相变点上(20～50)℃改锻—相变点下(20～50)℃展宽—打磨—相变点下(40～50)℃收边成型”工艺流程，减少回炉次数，减少临界变形区组织，可显著消除TC4钛合金板坯在成型过程中端头出现的“月牙痕”，保证板坯探伤和高低组织均匀性，消除板坯尖角大圆弧，提高成材率，缩短机加工时，提高生产效率；而且本专利技术锻造成型方法可生产单重4吨以下，尺寸H(130～200)×W(800～1600)×L(1600～3000)的TC4合金板坯，有很好的应用价值。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，包括以下步骤：步骤1，选取TC4铸锭并进行开坯，得到第一坯料；步骤1的目的是破碎粗大铸态组织，避免组织遗传。具体为：首先将TC4铸锭在不大于800℃时入炉，随后升温至800℃，保温120-150min；然后升温至1150±20℃，保温350-480min，出炉；最后对处理后的TC4铸锭两镦两拔，每次镦拔结束后冷却方式均为空冷，得到第一坯料。两镦两拔中，经处理的TC4铸锭每次镦拔变形量均为37％-40％，且第二次镦拔的终锻温度不小于800℃。加热保温系数均为0.3～0.7min/mm。步骤2，将第一坯料修磨干净，加热后改锻，得到第二坯料，加热后改锻的目的是确保后续改锻能够按既定工艺实现，保证成型锻造前组织均匀性。将第一坯料修磨干净并在不大于800℃时入炉，升温至800℃，保温120-150min；随后升温至相变点温度+20～50℃，保温350-450min，出炉锻造；最后进行两镦两拔，每次镦拔结束后均进行水冷，完成改锻。升温过程中加热保温系数为0.3-0.7min/mm；两镦两拔的每次镦拔变形量为37-40％，且第二次镦拔的终锻温度不小于800℃。步骤3，将第二坯料修磨干净，加热后展宽、收边，得到第三坯料；将第二坯料修磨干净并在不大于800℃时入炉，升温至800℃，保温120-150min；随后升温至相变点温度下20～50℃，保温350-450min，出炉锻造，得到第三坯料；其中第三坯料的宽度尺寸不小于成品目标锻板宽度+40～50mm，第三坯料的厚度预留15-25％的变形量，第三坯料的收边顺序应从两端向中心，冷却方式为空冷。升温过程中加热保温系数0.3-0.7min/mm。步骤4，将第三坯料修磨干净，加热后拔长、再收边，完成锻造成型；保证成型锻造按照既定的工艺实现，同时确保板面平整，尺寸符合工艺要求。将第三坯料再次修磨干净后加热至相变点下40～50℃，加热保温系数为0.3-0.7min/mm；然后先将第三坯料沿长度方向拔长，拔长过程单锤下压量≤10mm，再沿宽度方向收长度，沿长度方向收宽。沿长度方向收宽时顺序为从两端向中心收双板舌。上述锻造成型方法相较传统方法：回炉次数减少，临界变形区组织减少，显著消除TC4钛合金板坯在成型过程中端头出现的“月牙痕”，保证板坯探伤和高低组织均匀性，消除板坯尖角大圆弧，提高成材率，缩短机加工时，提高生产效率。实施例1目标产品：TC4合金板坯，长×宽×高具体为：150-+510×14000+15×25000+90。步骤1，选用锭型为Φ800的TC4铸锭，将铸锭700℃入炉，升温至800℃，保温120min，随后升至1150℃，保温480min；出炉锻造，完成两镦两拔，空冷，每次镦拔变形量控制在37-40％，终锻温度900℃；加热保温系数均为0.3min/mm。步骤2，经步骤1处理后，修磨干净，随后在700℃时入炉，升温至800℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，选取TC4铸锭并进行开坯，得到第一坯料；/n步骤2，将第一坯料修磨干净，加热后改锻，得到第二坯料；/n步骤3，将第二坯料修磨干净，加热后展宽、收边，得到第三坯料；/n步骤4，将第三坯料修磨干净，加热后拔长、再收边，完成锻造成型。/n

【技术特征摘要】
1.消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，选取TC4铸锭并进行开坯，得到第一坯料；
步骤2，将第一坯料修磨干净，加热后改锻，得到第二坯料；
步骤3，将第二坯料修磨干净，加热后展宽、收边，得到第三坯料；
步骤4，将第三坯料修磨干净，加热后拔长、再收边，完成锻造成型。


2.根据权利要求1所述的消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，其特征在于，所述步骤1中开坯的具体操作为：
首先将所述TC4铸锭在不大于800℃时入炉，随后升温至800℃，保温120-150min；然后升温至1150±20℃，保温350-480min，出炉；最后对处理后的TC4铸锭两镦两拔，每次镦拔结束后冷却方式均为空冷，得到第一坯料。


3.根据权利要求2所述的消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，其特征在于，所述两镦两拔中，经处理的TC4铸锭每次镦拔变形量均为37％-40％，且第二次镦拔的终锻温度不小于800℃。


4.根据权利要求2所述的消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，其特征在于，所述升温过程中的加热保温系数均为0.3-0.7min/mm。


5.根据权利要求1所述的消除TC4钛合金板坯端头月牙痕的锻造成型方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
将第一坯料修磨干净并在不大于800℃时入炉，升温至800℃，保温120-150min；
随后升温至相变点温度+20～50℃，保温350-450min，出炉锻造；
最后进行两镦两拔，每次镦拔...

【专利技术属性】
技术研发人员：何军利，王博，张乐，侯朝可，
申请(专利权)人：陕西天成航空材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61