一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法技术

本发明专利技术涉及有色金属热加工技术领域，具体涉及一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法；

【技术实现步骤摘要】
一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法


[0001]本专利技术涉及有色金属热加工
，具体涉及一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法
。

技术介绍

[0002]随着航空航天等行业装备的快速发展，钛合金零部件日趋大型化，对原材料钛合金铸锭和棒材的规格要求越来越大，对棒材产品组织性能均匀性要求也越来越高，通常锻造工艺需要多火次反复镦拔，目前，常见3吨级钛合金铸锭的直径尺寸已经达到
Φ
580mm
～
Φ
600mm
，锻造过程坯料截面尺寸达到
δ
500mm
～
δ
600mm
，镦粗后坯料截面尺寸达到
δ
700mm
～
δ
800mm
，已经远远超出
2000
吨快锻机组自带锤砧的宽度
500mm
；利用
2000
吨快锻机组自带
500mm
宽锤砧镦粗大规格钛合金坯料还存在以下问题：镦粗过程中，坯料截面尺寸扩展至
500mm
后就会超出锤砧尺寸，只能分锤镦粗，而分锤镦粗实则坯料沿截面拔长，变形力难易传递到心部位置，棒材中心部位走料缓慢，容易出现严重的“双鼓肚”现象，即侧面呈现明显的“工”字形；其次，分锤镦粗会导致截面在分锤交界处形成多道锤印，在后续拔长过程中容易开裂；最后，由于坯料不规整，拔长操作难度较大，一旦低于终锻温度，坯料开裂，无法完成工艺要求的变形量
。<br/>[0003]同时，钛合金坯料镦粗时严重的“双鼓肚”问题，会进一步导致每火次拔长过程坯料长度中间部位变形量不够，多火次变形量差异积累，最终导致成形后棒材长度中间部位总变形量不够，晶粒不能完全破碎，反映在超声探伤结果上；针对大规格钛合金坯料由于镦粗出现的“双鼓肚”现象，现有的主要方法主要是利用行车吊镦粗帽镦粗或上下平砧使用宽平砧：
[0004]1、
利用行车吊镦粗帽镦粗：行车运行速度过慢，且不易对正，还需挂卸链扣，操作困难，费时费力，无法保证钛合金坯料始锻温度，钛合金锻造窗口较窄，终锻温度过低会导致坯料开裂严重，无法完成每火次锻造工艺要求，严重影响产品质量和生产效率，此外，还会增加行车工一名，人力资源成本增加，并且镦粗帽易脱落造成机械伤人，存在安全隐患；
[0005]2、
上下平砧使用宽平砧：基本是
4500
吨以上吨位快锻机组，若
2000
吨快锻机组更换宽锤砧，锤砧材料均由特殊模具钢制作，上下两平砧制作成本费用高，同时
2000
吨快锻机组吊挂锤砧部位结构尺寸限制，且移动工作台固定平砧的卡槽宽度已定，改装难度较大，超出设计限制，存在安全隐患，另外较宽锤砧不利于钛合金坯料小送进量拔长，镦粗完毕现场更换窄锤砧再拔长不现实，且现场产品规格
、
工艺要求不同，若反复更换锤砧，会增加工人劳动强度，提高锤砧预热成本
。
[0006]因此，以上两种方法均行不通，均不能有效解决大规格钛合金坯料由于镦粗出现“双鼓肚”并最终导致棒材产品超声探伤均匀性差，中间部位探伤不合格的问题
。
[0007]综上所述，研发一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，仍是有色金属热加工
中急需解决的关键问题
。

技术实现思路

[0008]针对现有技术所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法
。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0010]一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，包括以下步骤：
[0011]S1、
采用普通钢材余尾料锻造，自制简易镦粗板；
[0012]S2、
钛合金坯料加热，启动取料车出炉
、
上料；
[0013]S3、
使用
30
吨操作机夹持镦粗板，将其置于坯料正上端，并完成坯料整体镦粗；
[0014]S4、
完成大规格钛合金坯料的拔长锻造，锻造至工艺规定形状及尺寸；
[0015]S5、
继续完成坯料拔长
、
滚圆锻造，制得符合要求棒材产品
。
[0016]本专利技术进一步设置为：在步骤
S1
中，所述简易镦粗板采用钢制材料
(
钢棒余尾料
)
经电炉加热后，在
2000
吨快锻机组通过打扁方锻造制备，且镦粗板主体尺寸为：长
1000mm
×
宽
950mm
×
厚
140mm
，带钳把的尺寸为：长
300mm
×
宽
500mm
×
厚
140mm。
[0017]本专利技术进一步设置为：在步骤
S1
中，所述
2000
吨快锻机组包含
2000
吨压机主机
、20
吨操作机和
30
吨操作机三大部分，其中
30
吨操作机
、20
吨操作机对称分布于
2000
吨压机主机左右位置，
500mm
宽上平砧固定在
2000
吨压机主机上，
500mm
宽下平砧固定在快锻机组移动工作台卡槽内，可以随移动工作台移动
。
[0018]本专利技术进一步设置为：在步骤
S2
中，将截面尺寸
≥500mm
的钛合金大规格坯料按照制定加热工艺，即单相区
1000
～
1180℃、
两相区
800
～
960℃
，在高精度电加热炉加热保温至规定时间，两相区预热时间
0.3D
～
0.5D(
单位：
min)
，升温至单相区加热
0.3D
～
0.5D
，两相区加热
0.65D
～
1.1D
，
D
为坯料截面最小尺寸
(
单位：
mm)
，启动取料车至炉门前，做好出炉准备
。
[0019]本专利技术进一步设置为：在步骤
S3
中，所述使用
30
吨操作机夹持镦粗板，将其置于坯料正上端，并完成坯料镦粗，包括以下步骤：
[0020]S31、
将镦粗板放置在四方镦粗平台之上，四方镦粗平台与镦粗板用行车吊运至在
2000
吨快锻机组移动工作台之上，位于
30
吨操作机与
2000
吨压机主机之间，紧靠
2000
吨压机主机下平砧，在
2000<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
采用普通钢材余尾料锻造，自制简易镦粗板；
S2、
钛合金坯料加热，启动取料车出炉
、
上料；
S3、
使用
30
吨操作机夹持镦粗板，将其置于坯料正上端，并完成坯料整体镦粗；
S4、
完成大规格钛合金坯料的拔长锻造，锻造至工艺规定形状及尺寸；
S5、
继续完成坯料拔长
、
滚圆锻造，制得符合要求棒材产品
。2.
根据权利要求1所述的一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，其特征在于，在步骤
S1
中，所述简易镦粗板采用钢制材料（钢棒余尾料）经电炉加热后，在
2000
吨快锻机组通过打扁方锻造制备，且镦粗板主体尺寸为：长
1000mm
×
宽
950mm
×
厚
140mm
，带钳把的尺寸为：长
300mm
×
宽
500mm
×
厚
140mm。3.
根据权利要求2所述的一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，其特征在于，在步骤
S1
中，所述
2000
吨快锻机组包含
2000
吨压机主机
、20
吨操作机和
30
吨操作机三大部分，其中
30
吨操作机
、20
吨操作机对称分布于
2000
吨压机主机左右位置，
500mm
宽上平砧固定在
2000
吨压机主机上，
500mm
宽下平砧固定在快锻机组移动工作台卡槽内，可以随移动工作台移动
。4.
根据权利要求1所述的一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，其特征在于，在步骤
S2
中，将截面尺寸
≥500mm
的钛合金大规格坯料按照制定加热工艺，即单相区
1000~1180℃、
两相区
800~960℃
，在高精度电加热炉加热保温至规定时间，两相区预热时间
0.3D~0.5D
（单位：
min
），升温至单相区加热
0.3D~0.5D
，两相区加热
0.65D~1.1D
，
D
为坯料截面最小尺寸（单位：
mm
），启动取料车至炉门前，做好出炉准备
。5.
根据权利要求1所述的一种航空航天用钛合金大规格坯料锻造的镦粗方法，其特征在于，在步骤
S3
中，所述使用
30
吨操作机夹持镦粗板，将其置于坯料正上端，并完成坯料整体镦粗，包括以下步骤：
S31、
将镦粗板放置在四方镦粗平台之上，四方镦粗平台与镦粗板用行车吊运至在
2000
吨快锻机组移动工作台之上，位于
30
吨操作机与
2000
吨压机主机之间，紧靠
2000
吨压机主机下平砧，在
2000
吨快锻机组移动工作台传送下将上置镦粗板的四方镦粗平台移至
2000
吨压机主机上平砧正下方位置；
S32、
提前
15
～
20min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍灼，孟晗，王芬，樊海卫，李燕，
申请(专利权)人：山东昱锟高合新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：