双钛金属环及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双钛金属环及其制备方法。该双钛金属环的制备方法中，采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件，采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件；第一钛合金选自α型钛合金和近α钛合金中的至少一种，第二钛合金选自β型钛合金和近β钛合金中的至少一种；以第一钛合金环坯件和第二钛合金环坯件中一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，将钛合金外环坯件套设于钛合金内环坯件外侧，获得双钛金属环组装环件；将双钛金属环组装环件进行碾环处理，得到双钛金属环；其中，控碾环处理的温度在第二钛合金的相变点以上20℃～40℃。该双钛金属环的制备方法中，能使钛合金内环坯件和钛合金外环坯件的变形程度保持均匀一致，提高了制得的双钛金属环的质量和良品率。制得的双钛金属环的质量和良品率。制得的双钛金属环的质量和良品率。

【技术实现步骤摘要】
双钛金属环及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钛合金
，特别是涉及一种双钛金属环及其制备方法。

技术介绍

[0002]双金属环件是由两种不同金属构成的复合环件，环件之间通过各种变形和连接技术紧密结合，在外力作用下内外环件不会分离。和单一金属环件相比,双金属环件可以充分发挥两种金属各自的最佳性能，具有优良的物理、化学、力学等综合性能。钛合金材料具有密度小、比强度高、耐腐蚀及耐热性等特点，已成为高性能结构件的首选材料，此外，钛合金还具有独特的生物相容性、超导性能、储氢性能、形状记忆等功能，已被广泛应用于航天航空、舰船、化工等领域。
[0003]传统的高强钛合金材料因添加了较多贵金属元素，其环件制备成本高，通过将低成本钛合金与高强钛合金相组装轧制的双金属环件可有效降低成本。先分别采用不同合金成分和不同强度级别的钛合金制成内环件和外环件，然后将制成内环件和外环件进行组装、碾环；然而，具有不同合金成分和不同强度级别的两种钛材料的塑性抗力不同，在后续碾环处理的过程中，内环件和外环件的变形不协调，导致内环件和外环件的变形方向及变形程度很难保持一致，低成本钛合金向高强钛合金一侧发生变形，从而导致获得的环件不能满足设计需要。
[0004]因此，现有技术仍有待发展。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供了一种双钛金属环及其制备方法。该双钛金属环的制备方法中，能使钛合金内环坯件和钛合金外环坯件的变形程度保持均匀一致，提高了制得的双钛金属环的质量和良品率。
[0006]本专利技术的技术方案如下。
[0007]本专利技术的一方面提供了一种双钛金属环的制备方法，包括如下步骤：
[0008]采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件，采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件；所述第一钛合金选自α型钛合金和近α钛合金中的至少一种，所述第二钛合金选自β型钛合金和近β钛合金中的至少一种；
[0009]以所述第一钛合金环坯件和所述第二钛合金环坯件中的一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，将所述钛合金外环坯件套设于所述钛合金内环坯件外侧，获得双钛金属环组装环件；
[0010]将所述双钛金属环组装环件进行碾环处理，得到双钛金属环；
[0011]其中，控制所述碾环处理的温度在所述第二钛合金的相变点以上20℃～40℃。
[0012]在其中一些实施例中，所述第一钛合金为近α钛合金。
[0013]在其中一些实施例中，所述第二钛合金为近β钛合金。
[0014]在其中一些实施例中，在所述碾环处理之前，还包括如下步骤：
[0015]将所述双钛金属环组装环件中的所述钛合金外环坯件和所述钛合金内环坯件的接触面进行环焊，然后进行真空封焊。
[0016]在其中一些实施例中，在所述真空封焊的步骤中，控制真空度不大于1
×
10
‑2Mpa。
[0017]在其中一些实施例中，所述第二钛合金选自TB3、TB4、TB5、TB6、TB8及TB9中的至少一种；和/或
[0018]所述第一钛合金选自TA6、TA7、TA9、TA10、TA13、TA16、TA17、TA18、TA20和TA24中的至少一种。
[0019]在其中一些实施例中，所述采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件的步骤包括如下步骤：
[0020]将所述第一钛合金铸锭依次进行锻造、冲孔、扩孔，制得第一所述钛合金环坯件。
[0021]在其中一些实施例中，所述采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件的步骤包括如下步骤：
[0022]将所述第二钛合金板坯加热，然后依次进行弯曲成型和焊接处理，制得所述第二钛合金环坯件。
[0023]在其中一些实施例中，在所述加热的步骤中，控制加热温度在所述β型钛合金板坯的相变点以下20℃～50℃。
[0024]本专利技术的另一方面，提供一种双钛金属环，采用如上所述的双钛金属环的制备方法制得。
[0025]上述双钛金属环的制备方法中，采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件，采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件，以第一钛合金环坯件和二钛合金环坯件中的一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，利用不同金相的钛合金的相变点不同及其塑性变形抗力随温度变化呈现出的不同规律的特点，进一步通过控制后续碾环处理的温度保持在特定的区间，使钛合金外环坯件与钛合金内环坯件在碾环处理过程中的变形程度保持均匀一致；其中，第一钛合金和第二钛合金中的一个选自α型钛合金和近α钛合金中的至少一种，另一个选自β型钛合金和近β钛合金中的至少一种；相较于α型钛合金和近α钛合金，β型钛合金和近β钛合金在室温时的强度更高，但相变点较低，且随着温度升高，β型钛合金和近β钛合金的塑性变形抗力快速降低，而α型钛合金和近α钛合金的塑性变形抗力随温度升高，其下降速度较慢，如此，在特定温度的碾环处理过程中，钛合金外环坯件和钛合金内环坯件在碾环处理过程中的变形程度保持均匀一致，钛合金外环坯件与钛合金内环坯件的界面接触质量好，制得的双钛金属环的质量好，且良品率高。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例1中双钛金属环组装环件的剖面图；
[0027]图2为本专利技术实施例1中双钛金属环的剖面图。
具体实施方式
[0028]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解
更加透彻全面。
[0029]本专利技术的技术人员突破传统技术的禁锢，创造性地采用不同类型的钛合金制备双金属环件，在经过大量的实验探索后，获得本专利技术中能降低成本的同时提高良品率的双钛金属环的制备方法。
[0030]本专利技术一实施方式提供了一种双钛金属环的制备方法，包括如下步骤S10～S30。
[0031]步骤S10、采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件，采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件；第一钛合金选自α型钛合金和近α钛合金中的至少一种，第二钛合金选自β型钛合金和近β钛合金中的至少一种。
[0032]步骤S20、以第一钛合金环坯件和第二钛合金环坯件中的一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，将钛合金外环坯件套设于钛合金内环坯件外侧，获得双钛金属环组装环件。
[0033]步骤S30、将双钛金属环组装环件进行碾环处理，得到双钛金属环。
[0034]其中，控制上述碾环处理的温度在第二钛合金的相变点以上20℃～40℃。
[0035]上述双钛金属环的制备方法中，分别采用第一钛合金和第二钛合金制得两个钛合金环坯件，以第一钛合金环坯件和第二钛合金环坯件中的一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，将钛合金外环坯件套设于钛合金内环坯件外侧，获得双钛金属环组装环件，利用不同金相的钛合金的相变点不同及其塑性变形抗力随温度变化呈现出的不同规律的特点，进一步通过控制后续碾环处理的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双钛金属环的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用第一钛合金制得第一钛合金环坯件，采用第二钛合金制得第二钛合金环坯件；所述第一钛合金选自α型钛合金和近α钛合金中的至少一种，所述第二钛合金选自β型钛合金和近β钛合金中的至少一种；以所述第一钛合金环坯件和所述第二钛合金环坯件中的一个为钛合金外环坯件，另一个为钛合金内环坯件，将所述钛合金外环坯件套设于所述钛合金内环坯件外侧，获得双钛金属环组装环件；将所述双钛金属环组装环件进行碾环处理，得到双钛金属环；其中，控制所述碾环处理的温度在所述第二钛合金的相变点以上20℃～40℃。2.根据权利要求1所述的双钛金属环的制备方法，其特征在于，所述第一钛合金为近α钛合金。3.根据权利要求1所述的双钛金属环的制备方法，其特征在于，所述第二钛合金为近β钛合金。4.根据权利要求1所述的双钛金属环的制备方法，其特征在于，在所述碾环处理之前，还包括如下步骤：将所述双钛金属环组装环件中的所述钛合金外环坯件和所述钛合金内环坯件的接触面进行环焊，然后进行真空封焊。5.根据权利要求4所述的双钛金属环的制备方法，其特征在于，在所述真空封焊的步骤中，控制真空度不...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖芬，杨胜，向午渊，张慧杰，欧阳涛，温凯，
申请(专利权)人：湖南湘投金天科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：