一种超长钛合金板材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超长钛合金板材制备方法，该方法包括：一、将多张钛合金板坯进行定尺加工得到多张钛合金第一板坯；二、将多张钛合金第一板坯的两端分别进行机加工得到多张钛合金第二板坯；三、将多张钛合金第二板坯按照头尾相连的方式依次进行组合拼接，然后在组合拼接的边界处均依次进行点焊固定和封焊，得到钛合金板坯半成品；四、热轧处理得到超长钛合金板材。本发明专利技术通过将钛合金第二板坯的两端头部和尾部加工为相互配合的外凸形和内凹形，使得钛合金第二板坯通过头尾相连的方式进行高效的组合拼接，有效增加了钛合金板坯半成品的长度，突破了铸锭大小和熔炼设备能力的限制，实现了超长钛合金板坯的制备。实现了超长钛合金板坯的制备。实现了超长钛合金板坯的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种超长钛合金板材制备方法


[0001]本专利技术属于钛合金板材加工
，具体涉及一种超长钛合金板材制备方法。

技术介绍

[0002]钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀及加工性好等特点，被广泛应用于航空航天、轨道交通及船舶制造等国家重点工程中。近年来，随着我国国防军工装备的升级及制造领域轻量化的快速发展，钛及钛合金材料的应用需求进一步扩大，这对大规格钛合金板材的生产制备提出了明确的需求。
[0003]钛合金板材的制备方法已经逐渐成熟，通常为将真空自耗电弧熔炼获得的铸锭进行锻造和轧制而获得，即铸锭熔炼
→
铸锭锻造获得板坯
→
板坯轧制。但是板材规格受到铸锭大小的限制，难以生产大规格的钛合金板材，特别是超长钛合金板材，实现板材制备的连续性生产是该领域的技术难点。这主要是由于：一、铸锭大小受到熔炼设备的限制；二、大铸锭凝固过程中成分易偏析导致板材组织性能不均匀。因此，目前熔炼的铸锭单重不超过五吨。这就限制了超长钛合金板材的生产过程。因此，亟需设计开发一种超长钛合金板材的制备技术，并实现钛合金板材的流程化生产。

技术实现思路

[0004]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，提供一种超长钛合金板材制备方法。本专利技术通过将钛合金第二板坯的两端头部和尾部加工为相互配合的外凸形和内凹形，使得钛合金第二板坯通过头尾相连的方式进行高效的组合拼接，有效增加了钛合金板坯半成品的长度，实现了超长钛合金板坯的制备，解决了采用大铸锭制备超长钛合金板材时因大铸锭凝固过程中成分易偏析导致板材组织性能不均匀的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006]步骤一、将多张钛合金板坯进行定尺加工，得到多张钛合金第一板坯；所述多张钛合金第一板坯的宽度相等且厚度相等；
[0007]步骤二、将步骤一中得到的多张钛合金第一板坯的头尾两端分别进行机加工，得到多张钛合金第二板坯；所述多张钛合金第二板坯的头尾两端具有相互配合的外凸形和内凹形；
[0008]步骤三、将步骤二中得到的多张钛合金第二板坯按照头尾相连的方式依次进行组合拼接，使得钛合金第二板坯的外凸形头部与相邻钛合金第二板坯的内凹形尾部相互配合连接，然后在组合拼接的边界处均依次进行点焊固定和封焊，得到钛合金板坯半成品；
[0009]步骤四、将步骤三得到的钛合金板坯半成品进行热轧处理，得到超长钛合金板材。
[0010]本专利技术对定尺加工后的钛合金第一板坯的两端分别进行机加工得到钛合金第二板坯，定尺加工可选用锯床、剪板机、水刀等板坯切割设备，机加工可选用铣床、锯床、千叶轮抛光等加工设备，通过将多张钛合金第二板坯的头尾两端设计为相互配合的外凸形和内
凹形，使得钛合金第二板坯通过头尾相连的方式进行高效的组合拼接，并对组合拼接处点焊固定和封焊得到钛合金板坯半成品，有效增加了钛合金板坯半成品的长度，经热轧处理获得超长钛合金板材，解决了采用大铸锭制备超长钛合金板材时因大铸锭凝固过程中成分易偏析导致板材组织性能不均匀的问题，实现了大规格超长钛合金板材的制备。理论上，本专利技术可以将不限数量的钛合金第二板坯进行组合拼接、点焊固定和封焊，得到钛合金板坯半成品，经热轧处理，得到不限长度的超长钛合金板材。
[0011]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤二中所述多张钛合金第一板坯的数量为2张以上。
[0012]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤二中所述多张钛合金第二板坯的两端头部和尾部均对应相同且均为相互配合的外凸“＞”形和内凹“＞”形。该外凸“＞”形和内凹“＞”形的结构加工难度小，容易实现，有助于钛合金第二板坯之间的组合连接，且定位准确，连接操作方便；同时，钛合金第二板坯的外凸“＞”形头部和相邻钛合金第二板坯的内凹“＞”形尾部相互配合进行组合拼接时，内凹“＞”形结构对外凸“＞”形结构形成包覆作用，结合热轧时选择内凹头先咬入，有效避免了轧制过程中拼接处头部和尾部的滑脱，有利于轧制力的均匀分散，有助于防止钛合金板坯半成品轧制变形过程中接头开裂，提高了拼接界面处的结合强度；另外，该外凸“＞”形和内凹“＞”形的配合方式有效提高了板坯拼接头的接触面积，有助于轧制变形过程中界面金属的塑性流动，增加连接的可靠性，提高了超长钛合金板材的质量。
[0013]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，所述外凸“＞”形的夹角和内凹“＞”形的夹角均为30
°
～45
°
，且表面粗糙度Ra≤6.3。不同于现有的板坯直接对接焊方式，本专利技术通过控制外凸“＞”形和内凹“＜”形的夹角均为30
°
～45
°
，增加了外凸“＞”形和内凹“＜”形中形成夹角的两条边的长度，进而增加了钛合金第二板坯的外凸“＞”形头部和相邻钛合金第二板坯的内凹“＜”形尾部的接触面积，进一步增强了内凹“＜”形结构对外凸“＞”形结构的夹持作用，有利于保证钛合金第二板坯之间的连接强度。
[0014]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤三中所述封焊的焊接方式为真空电子束焊接。本专利技术采用真空电子束焊接以精确地确定焊缝的位置，减少了焊接的重复性误差，提高了焊接效率，尤其是对大厚度钛合金第二板坯的焊接效率。通常，本专利技术中的点焊方式采用氩弧焊或激光焊。
[0015]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤四中所述热轧处理的道次数量为2次以上。本专利技术通过控制热轧处理的道次数量，以提高钛合金板坯半成品的变形量，有利于拼接处的接头结合，保证接头的连接强度，并提高产物超长钛合金板材的性能均匀性。
[0016]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤四中所述热轧处理的热轧变形量为50％～80％。本专利技术通过控制热轧变形量以控制拼接接头处金属的塑性变形程度，实现了接头的有效结合。
[0017]上述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤四中所述热轧处理过程中钛合金板坯半成品的进料方向为内凹形尾部先咬入。根据受理分析，采用该进料方式有利于防止热轧过程中钛合金板坯半成品中钛合金第二板坯之间的拼接接头开裂，提高了拼接界面处的结合强度。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0019]1、本专利技术通过将钛合金第二板坯的两端头部和尾部加工为相互配合的外凸形和内凹形，使得钛合金第二板坯通过头尾相连的方式进行高效的组合拼接，有效增加了钛合金板坯半成品的长度，实现了超长钛合金板坯的制备，解决了采用大铸锭制备超长钛合金板材时因大铸锭凝固过程中成分易偏析导致板材组织性能不均匀的问题。
[0020]2、针对钛合金板材的长度受到铸锭规格限制的难题，本专利技术通过对加工后的钛合金板坯进行组合拼接实现超长钛合金板坯的制备，无需提高制备钛合金板坯的铸锭规格，实现了通过小铸锭生产超长钛合金板材，无需受到熔炼设备的限制，并且小铸锭的成分组织易控制、熔炼锻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将多张钛合金板坯进行定尺加工，得到多张钛合金第一板坯；所述多张钛合金第一板坯的宽度相等且厚度相等；步骤二、将步骤一中得到的多张钛合金第一板坯的头尾两端分别进行机加工，得到多张钛合金第二板坯；所述多张钛合金第二板坯的头尾两端具有相互配合的外凸形和内凹形；步骤三、将步骤二中得到的多张钛合金第二板坯按照头尾相连的方式依次进行组合拼接，使得钛合金第二板坯的外凸形头部与相邻钛合金第二板坯的内凹形尾部相互配合连接，然后在组合拼接的边界处均依次进行点焊固定和封焊，得到钛合金板坯半成品；步骤四、将步骤三得到的钛合金板坯半成品进行热轧处理，得到超长钛合金板材。2.根据权利要求1所述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征在于，步骤二中所述多张钛合金第一板坯的数量为2张以上。3.根据权利要求1所述的一种超长钛合金板材制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：强菲，郭萍，侯红苗，辛社伟，张永强，秦成，潘浩，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：