一种Ti-Al-V-Fe合金热轧板材的短流程制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Ti

【技术实现步骤摘要】
一种Ti
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Al
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V
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Fe合金热轧板材的短流程制备方法


[0001]本专利技术涉及一种Ti
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Al
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V
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Fe合金热轧板材的短流程制备方法，属于合金材料轧制


技术介绍

[0002]Ti
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Al
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V
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Fe系合金由于其优异的综合性能及冷热加工性，可制做成管材、板材、棒材等多种形式产品，已经应用在装甲板、液压油管、飞机发动机塔架及军用车零部件等方面。
[0003]随着钛合金的不断发展，合金的低成本化越来越受到研究者的关注，针对于Ti
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Al
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V
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Fe系合金，其是在TC4合金的基础上，用Fe代替昂贵的V来降低成本的，因而对此合金来说，优化合金熔炼和简化加工工序便成了降低成本的主要手段。现有的熔炼手段一直以多次VAR熔炼技术为主，而在加工技术方面，往往利用多次VAR熔炼所得的铸锭经锻造后，方可进行后续的轧制。而且这样的过程最终的成材率仅达到50%～55%。因而改善熔炼工艺、简化加工工艺、提高成材率是本专利技术所要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为克服现有钛合金板材制备存在的上述不足，本专利技术提供一种Ti
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Al
‑
V
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Fe合金热轧板材的短流程制备方法。
[0005]本专利技术通过下列技术方案实现：一种Ti
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Al
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V
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Fe合金热轧板材的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：（1）按下列质量比配料：铝钒中间合金
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4.5～5.0 wt.%铝豆
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3.5～3.98 wt.%高纯铁
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1.2～1.8 wt.%钛白粉
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0.1～0.15 wt.%海绵钛
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余量，上述各组分之和为100 wt.%；（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；（3）将步骤（2）的散装料平铺在装有七杆电子枪的EB炉冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉的进料区；（4）在真空度为1.8
×
10
‑3～3.5
×
10
‑3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装混合料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，电流均为3.3～4.3A，熔炼100～120min后，关闭电子枪，冷却20～40min后，推入压块料至熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，并不断向EB炉进料区推入压块料，控制1～7号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，1～2号电子枪电流为2.3～3.0A，3～4号电子枪电流为5.3～6.0A，5号电子枪电流
为3.6～4.6A，6～7号电子枪电流为1.6～2.6A，同时保持8～12mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80～100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti
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Al
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V
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Fe合金扁锭；（5）在步骤（4）的合金扁锭表面喷涂适量防氧化液，送入加热炉中，以4～6℃/min的升温速率升温至950～1000℃，保温6～7h，送入轧机上，进行一火8道次轧制，控制轧程变形率为55～59%，轧后厚度为82～89mm，得一火轧板；（6）将步骤（5）的一火轧板送入加热炉中，加热至930～960℃，保温2～3h，送入轧机上，进行二火7道次轧制，控制轧程变形率为75～82%，轧后厚度为15～22mm，得二火轧板；（7）将步骤（6）的二火轧板送入加热炉中，加热至920～935℃，保温1～2h，送入轧机上，进行三火6道次轧制，控制轧程变形率为53～78%，轧后厚度为5～7mm，得三火轧板；（8）将步骤（7）的热轧板在860～910℃下保温1～3h进行退火，冷却至室温后进行修磨、酸洗、矫直、剪切处理，得Ti
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Al
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V
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Fe合金板材。
[0006]所述步骤（5）中的防氧化液为市购的无铅水性涂料，该涂料无毒无污染，在控制表面氧化、阻碍块料渗氢的同时还可改善金属的流动，涂料采用无空气的常规喷涂系统喷涂在Ti
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Al
‑
V
‑
Fe合金扁锭表面，风干后再送入加热炉中。
[0007]所述步骤（5）中一火轧制8道次中，各道次的变形率分配依次为：4～6%、7～9%、10～12%、11～13%、10～14%、12～14%、9～10%、7～9%。
[0008]所述步骤（6）中二火轧制7道次中，各道次的变形率分配依次为：11～13%、17～20%、20～25%、20～23%、20～29%、18～24%、15～22%。
[0009]所述步骤（7）中三火轧制6道次中，各道次的变形率分配依次为：13～28%、15～25%、18～25%、11～23%、7～19%、5～14%。
[0010]所述步骤（8）得到的Ti
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Al
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V
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Fe合金板材成分为：Al：3.5wt.%～4.5wt.%，V：2.0 wt.%～3.0 wt.%，Fe：1.2 wt.%～1.8 wt.%,O:0.2 wt.%～0.3 wt.%，其余为Ti。
[0011]本专利技术具有下列优点和有益效果：采用上述技术方案得到的Ti
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Al
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V
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Fe合金板材，不仅金相组织均匀、高低密度夹杂少、高纯净，而且加工工艺中无需进行锻造，直接使用铸锭进行热轧即可，大大缩短了钛合金板材的制造工艺流程，并且力学性能优于现有复杂制备工艺的水平。本专利技术工艺简单、操作方便，所得板材的综合成材率提高到80%左右，生产成本降低20～30%，具有明显的市场应用前景。
附图说明
[0012]图1为本专利技术工艺流程图。
[0013]图2为本专利技术实施例1所得板材金相组织图。
[0014]图3为本专利技术实施例2所得板材金相组织图。
[0015]图4为本专利技术实施例3所得板材金相组织图。
[0016]图5为本专利技术实施例1所得板材力学性能图。
[0017]图6为本专利技术实施例2所得板材力学性能图。
[0018]图7为本专利技术实施例3所得板材力学性能图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。
[0020]实施例1（1）按下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ti
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Al
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V
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Fe合金热轧板材的短流程制备方法，其特征在于包括下列各步骤：（1）按下列质量比配料：铝钒中间合金
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4.5～5.0 wt.%铝豆
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3.5～3.98 wt.%高纯铁
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1.2～1.8 wt.%钛白粉
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0.1～0.15 wt.%海绵钛
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余量，上述各组分之和为100 wt.%；（2）将步骤（1）的备料进行混料后，取适量混合料作为散装料，其余混合料均压制成块，于100～120℃烘干5～6h，随炉冷却，得压块料；（3）将步骤（2）的散装料平铺在装有七杆电子枪的EB炉冷床内，再将步骤（2）的适量压块料放入该EB炉的进料区；（4）在真空度为1.8
×
10
‑3～3.5
×
10
‑3torr时，开启1～5号电子枪对冷床内的散装混合料进行熔炼，控制1～5号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，电流均为3.3～4.3A，熔炼100～120min后，关闭电子枪，冷却20～40min后，推入压块料至熔炼区，同时开启1～7号电子枪继续熔炼，控制1～7号电子枪的电压均为29.5～30.5KV，1～2号电子枪电流为2.3～3.0A，3～4号电子枪电流为5.3～6.0A，5号电子枪电流为3.6～4.6A，6～7号电子枪电流为1.6～2.6A，同时保持8～12mm/min的拉锭速度，如此持续推料、熔化和拉锭，直至熔炼完成，之后冷却至80～100℃，将铸锭从结晶器中取出，冷却至室温，经表面扒皮打磨处理后，得Ti
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Al
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Fe合金扁锭；（5）在步骤（4）的合金扁锭表面喷涂适量防氧化液，送入加热炉中，以4～6℃/min的升温速率升温至950～1000℃，保温6～7h，送入轧机上，进行一火8道次轧制，控制轧程变形率为55～59%，轧后厚度为82～89mm，得一火轧板；（6）将步骤（5）的一火轧板送入加热炉中，加热至930～960℃，保温2～3h，送入轧机上，进行二火7道次轧制，控制轧程变形率为75～82%，轧后厚度为15～22mm，得二火轧板；（7）将步骤（6）的二火轧板送入加热炉中，加热至920～935℃，保温1～2h，送入轧机上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉勤，陶杰彦，张关梅，邓亚杰，蒋业华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：