小规格钛及钛合金管材的制造方法及钛及钛合金管材技术

一种小规格钛及钛合金管材的制造方法及钛及钛合金管材，具体步骤如下，步骤一：管坯制备；步骤二：开坯轧制；步骤三：表面精整；步骤四：一次退火热处理；步骤五：阳极氧化；步骤六：中间品拉拔；步骤七：成品轧制；步骤八：管材清洗；步骤九：管材热处理。其主要利用二辊轧制加拉拔加三辊轧制相结合的管材制备新方法，通过控制各个步骤中的处理方式和工艺参数，能够保证所制管材壁厚和外径尺寸精度、表面质量，并提高了生产效率。采用本发明专利技术制造的钛及钛合金管材尺寸公差小，表面质量一致、均匀，工艺性能和力学性能均能满足特定工况使用要求。

【技术实现步骤摘要】
小规格钛及钛合金管材的制造方法及钛及钛合金管材
本专利技术涉及金属材料制造领域，具体涉及一种小规格钛及钛合金管材的制造方法及钛及钛合金管材。
技术介绍
钛及钛合金材料具有质轻、高比强度、耐腐蚀、耐高温、超导特性等优异特性，广泛应用于航空航天、超塑成型、石化、超导等领域。随着装备向高可靠、高稳定和高集成化的发展要求，对小规格钛及钛合金管材的品质要求越来越高，主要体现在满足客户的严苛使用环境要求，即腐蚀介质、高压、高温等。高品质的小规格钛及钛合金管材要有极小的尺寸公差，表面质量一致、均匀，工艺性能和力学性能需满足特定工况使用要求。目前生产小规格钛及钛合金管材的方法有：冷轧/热轧法，旋锻法，拉拔法，机加法，卷焊法等。采用这些方法生产小规格钛及钛合金管材存在尺寸公差大，表面质量不均匀、一致性差，工艺性能和力学性能难以满足特定工况的使用要求，生产周期长等问题。难以满足航空航天、超塑成型、石化、超导等领域对小规格钛及钛合金管材高品质的要求。
技术实现思路
有鉴于此，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，提供一种小规格钛及钛合金管材的制造方法。还有必要提供一种钛及钛合金管材。一种小规格钛及钛合金管材的制造方法，该方法包括以下步骤：管坯制备：采用挤压、锻造的方式制作管坯；开坯轧制：将步骤一制成的管坯采用两辊轧管机进行开坯轧制；表面精整：将步骤二轧制后的管材用专用工具去除内外表面缺陷，然后先酸洗，再水洗；一次退火热处理：将步骤三表面精整过的管材放在真空炉中进行退火热处理；步骤五：阳极氧化：将步骤四中轧制完成的管材放入电解槽中进行阳极氧化处理；中间品拉拔：将步骤五中阳极氧化处理后的管材进行拉拔，形成成品管材；成品轧制：将步骤六中制得的成品管材采用三辊轧管机对其进行精轧，制得精轧管材；管材清洗：将步骤七中制得的精轧管材先酸洗，再水洗，然后烘干；管材热处理：将步骤八中清洗后的精轧管材在真空热处理炉中进行热处理，然后再进行降温冷却。优选的，所述步骤一中制作的管坯为挤压管坯头尾各切除300mm的管材，或者多火次锻造组织性能均匀的棒坯经过机加钻孔后的管材。优选的，所述步骤二两辊轧管机采用单一或组合方式对经步骤一制成的管坯进行开坯轧制，轧制方式为双回转单送进，回转角为57°，单次送进量为5mm，单道次加工率为60%~75%，有效轧制长度分别为860mm、702mm和380mm，轧制时添加轧制润滑剂，其为石蜡、机油和抗磨液压油组成的混合物，重量百分比依次为5%，45%，50%。优选的，所述步骤三去除管材内外表面缺陷的方式为，管材外表面用专用刮管机清除表面缺陷，内表面用镗床去除表面缺陷。优选的，所述步骤四中的退火热处理过程在真空炉内进行，真空度为1.0×10-2Pa，加热温度为500~700℃，保温时间为1~1.5h，冷却方式为随炉冷却，炉温低于150℃出炉。优选的，所述步骤五电解槽中的电解液为1%硝酸溶液，电压为140V，电流30A，氧化时间为30min。优选的，所述步骤六的拉拔方式是在30t和15t拉拔机上进行单模1-5次拉拔，每次拉拔外径缩减量控制在1~2mm，模子采用金刚石模，模角12~16°，拉拔时添加润滑剂，其为蜂蜡、氧化锌和肥皂组成的混合物，重量百分比依次为30%，30%，40%。优选的，所述步骤七采用三辊轧管机对成品管精轧的方式为单送进双回转，送进量为2mm/次，成品轧制加工率≤15%，制得的精轧管材外径和壁厚的公差为0.01~0.02mm范围内，内外表面的粗糙度为Ra0.8μm。优选的，所述步骤九进行热处理是在真空热处理炉中室温装炉，首先进行快速升温，2~4h内从室温升温至500~750℃，然后进行保温热处理，保温时间1~2h，最后进行随炉冷却和低温充氩快速冷却，当炉温降至300℃时充氩快速冷却至150℃时开炉。一种利用上述小规格钛及钛合金管材的制造方法制备而成的钛及钛合金管材。本专利技术采用上述技术方案，其有益效果在于：1、本专利技术在管坯开坯轧制时充分发挥两辊轧制长行程、大加工率的特点，提高了生产效率；通过采取双回转单送进的方式，同时控制回转角、单次送进量、单道次加工率，更有利于管材的变形，提高了管材壁厚的纠偏能力，强化了管材内部枳构的控制，有利于保证后续加工和成品管的高品质尺寸和性能。2、本专利技术在两辊轧制过程中添加了由石蜡、机油和抗磨液压油组成的制轧润滑剂，有效减少了金属的变形抗力、摩擦力，可以保证轧制过程稳定，节省能耗、减少轧辊磨损，并能保证管材的形状，提高管材的表面质量。3、本专利技术通过控制拉拔次数、拉拔外径缩减量等工艺参数，在保证管材壁厚和外径尺寸精度、表面质量、枳构调控的条件下，还提高了生产效率。4、本专利技术在拉拔过程中添加了由蜂蜡、氧化锌和肥皂组成的润滑剂，能够有效减小界面间的摩擦，降低拉拔时的能耗和温升，保证管材的表面质量，并使变形均匀。在拉拔前还对管材表面进行了阳极氧化处理，使润滑剂更均匀的涂抹于管材上，能够充分发挥润滑剂的作用。5、本专利技术采用三辊轧管机对成品管进行精轧，通过采取单送进双回转的方式，同时控制送进量，成品轧制加工率，提高了成品管的内、外表面质量。6、本专利技术采用适当的热处理方式使管材的工艺性能和力学性能满足客户特殊的工况要求。7、本专利技术采用二辊轧制+拉拔+三辊轧制相结合的管材制备新方法，通过控制各个步骤中的处理方式和工艺参数，能够得到外径和壁厚的公差为0.01~0.02mm范围内，内外表面的粗糙度为Ra0.8μm的高品质管材。具体实施方式本专利技术的具体实施方式通过实施例做进一步说明：实施例1：步骤一：管坯制备：采用Ti45Nb钛合金φ72×9mm挤压管坯，管坯经过酸洗除去内外表面包套材料，矫直、刮料等表面处理后头尾各切除300mm做为待轧制的管坯；步骤二：开坯轧制：经步骤一制成的管坯表面、尺寸符合工艺要求后使用LG60、LG30两辊冷轧管机两道次开坯轧至φ30×2.5mm，轧制方式为双回转单送进，回转角为57°，送进量为5mm/次，润滑剂为石蜡、机油和抗磨液压油组成的混合物，重量百分比依次为5%，45%，50%，轧制前将轧制润滑剂灌入到管材内表面，润滑剂均匀粘附在管材内壁，轧制过程中润滑剂则由喷油嘴喷到管材外表面，轧制一个行程，喷一次；步骤三：表面精整：将步骤二轧制后的φ30×2.5mm中间管材经过表面精整，外表面用专用刮管机清除表面缺陷，内表面用镗床去除内表面缺陷，然后先酸洗，再水洗；步骤四：一次退火热处理：将步骤三表面精整过的管材放在真空炉中进行退火热处理，真空度为1.0×10-2Pa，加热温度为500℃，保温时间为1h，冷却方式为随炉冷却，炉温低于150℃出炉；步骤五：阳极氧化：将步骤四中轧制完成的管材放入电解槽中，进行阳极氧化处理，阳极氧化在1%硝酸溶液中进行，管材均匀放置到电解槽中，电解液没过管材，电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小规格钛及钛合金管材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：/n管坯制备：采用挤压、锻造的方式制作管坯；/n开坯轧制：将步骤一制成的管坯采用两辊轧管机进行开坯轧制；/n表面精整：将步骤二轧制后的管材去除内外表面缺陷，然后先酸洗，再水洗；/n一次退火热处理：将步骤三表面精整过的管材放在真空炉中进行退火热处理；/n阳极氧化：将步骤四中轧制完成的管材放入电解槽中进行阳极氧化处理；/n中间品拉拔：将步骤五中阳极氧化处理后的管材进行拉拔，形成成品管材；/n成品轧制：将步骤六中制得的成品管材采用三辊轧管机对其进行精轧，制得精轧管材；/n管材清洗：将步骤七中制得的精轧管材先酸洗，再水洗，然后烘干；/n管材热处理：将步骤八中清洗后的精轧管材在真空热处理炉中进行热处理，然后再进行降温冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种小规格钛及钛合金管材的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
管坯制备：采用挤压、锻造的方式制作管坯；
开坯轧制：将步骤一制成的管坯采用两辊轧管机进行开坯轧制；
表面精整：将步骤二轧制后的管材去除内外表面缺陷，然后先酸洗，再水洗；
一次退火热处理：将步骤三表面精整过的管材放在真空炉中进行退火热处理；
阳极氧化：将步骤四中轧制完成的管材放入电解槽中进行阳极氧化处理；
中间品拉拔：将步骤五中阳极氧化处理后的管材进行拉拔，形成成品管材；
成品轧制：将步骤六中制得的成品管材采用三辊轧管机对其进行精轧，制得精轧管材；
管材清洗：将步骤七中制得的精轧管材先酸洗，再水洗，然后烘干；
管材热处理：将步骤八中清洗后的精轧管材在真空热处理炉中进行热处理，然后再进行降温冷却。


2.如权利要求1所述的一种小规格钛及钛合金管材的制造方法，其特征在于：所述步骤一中制作的管坯为挤压管坯头尾各切除300mm的管材，或者多火次锻造组织性能均匀的棒坯经过机加钻孔后的管材。


3.如权利要求1所述的一种小规格钛及钛合金管材的制造方法，其特征在于：所述步骤二两辊轧管机采用单一或组合方式对经步骤一制成的管坯进行开坯轧制，轧制方式为双回转单送进，回转角为57°，单次送进量为5mm，单道次加工率为60%~75%，有效轧制长度分别为860mm、702mm和380mm，轧制时添加轧制润滑剂，其为石蜡、机油和抗磨液压油组成的混合物，重量百分比依次为5%，45%，50%。


4.如权利要求1所述的一种小规格钛及钛合金管材的制造方法，其特征在于：所述步骤三去除管材内外表面缺陷的方式为，管材外表面用专用刮管机清除表面缺陷，内表面用镗床去除表面缺陷。

【专利技术属性】
技术研发人员：李永林，陈胜川，沈立华，朱宝辉，刘彦昌，胡革全，韩伟松，李建锋，袁红军，王璐，王鹏，
申请(专利权)人：宁夏中色金航钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64