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一种钛合金无缝管及其制备方法技术

技术编号：40019543 阅读：8 留言：0更新日期：2024-01-16 16:32

本发明专利技术属于钛合金加工技术领域，公开了一种钛合金无缝管及其制备方法。该制备方法包括：将原料进行混料压制成多个电极块并将多个电极块焊接成自耗电极；将自耗电极熔炼获得钛合金铸锭；将铸锭进行多火次镦拔滚圆成钛合金棒材；将棒材机加工为管并采用挤压工艺获得管坯，并在挤压后将管坯退火矫直；将管坯采用径锻机进行精锻、退火，获得冷轧管坯；将冷轧管坯经过多道次冷轧、中间退火获得半成品管材，其中最后一个道次变形量为40%~50%，Q值为1.6~2.5，其余道次Q值≥1.2；将半成品管材进行退火矫直和酸洗处理；将处理后的半成品管材进行喷砂、磨粒流处理，获得成品管材。本发明专利技术可获得一种高性能钛合金无缝管。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛合金加工，并且特别是涉及一种钛合金无缝管及其制备方法。

技术介绍

1、钛无缝管材具有比强度高、耐腐蚀性强、耐热性好、低温性能好、弹性模量和导热系数低、化学活性高、生物相容性好等特点，广泛应用于核电、海洋工程、航空航天等领域。目前我国钛管行业存在同质化问题，中低端钛管产品产能过剩，无法满足对于高性能钛合金管的大量需求，一部分高端钛无缝管依赖进口。制备难度主要体现在管材旋转弯曲疲劳性能、表面质量等方面难以达到指标要求。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种高性能钛合金无缝管的制备方法。

2、为了解决上述技术问题或实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：

3、根据本专利技术的一方面，提供一种钛合金无缝管的制备方法，包括以下步骤：

4、1）将原料海绵钛及中间合金和/或钛白粉和/或海绵锆进行混料压制成多个电极块，并将多个电极块焊接成自耗电极；

5、2）通过真空自耗电弧炉将自耗电极熔炼2~3次，获得钛合金铸锭；

6、3）将钛合金铸锭在950~1150℃保温4.5~5h，进行多火次镦拔滚圆成钛合金棒材；

7、4）将钛合金棒材机加工为管，采用挤压工艺获得管坯，其中挤压比为7.5~10，挤压温度为850~930℃，保温时间为1.5~3h，并在挤压后将管坯退火矫直；

8、5）将管坯采用径锻机进行精锻、退火，获得冷轧管坯，其中精锻变形量为30%~60%，相对减壁量与相对减径量的比值q为1.2~2.5；

9、6）将冷轧管坯经过多道次冷轧、中间退火获得半成品管材，其中最后一个道次变形量为40%~50%，q值为1.6~2.5，其余道次q值≥1.2；

10、7）将半成品管材进行退火矫直和酸洗处理；

11、8）将处理后的半成品管材进行喷砂、磨粒流处理，获得成品管材，其中喷砂后管材表面粗糙度≤0.15μm，磨粒流处理后管材表面残余应力在-300mpa ~ -400mpa之间。

12、在本专利技术的一个实施例中，该制备方法还包括：

13、9）将得到的成品管材进行超声波探伤及旋转弯曲疲劳性能检测。

14、在本专利技术的一个实施例中，在步骤1）中，控制混料成分fe含量在0.05~0.16%之间，并且加入稀土元素镧la，la含量在0.005~0.1%之间。

15、在本专利技术的一个实施例中，在步骤3）中，进行多火次镦拔滚圆成钛合金棒材时，中间火次进行三镦三拔且镦拔均采用对角镦拔，最后一火次进行拔长滚圆为棒材。

16、在本专利技术的一个实施例中，在步骤4）中，退火温度为700~850℃，时间为1~2.5h。

17、在本专利技术的一个实施例中，在步骤5）中，退火温度为600~750℃，时间为1~2.5h。

18、在本专利技术的一个实施例中，在步骤6）中，中间退火温度为550~750℃，时间为0.5~2h，并且半成品管材收缩应变比csr≥1.3。

19、在本专利技术的一个实施例中，在步骤7）中，退火温度为450~650℃，时间为0.5~1.5h。

20、在本专利技术的一个实施例中，在步骤8）中，喷砂采用200~300μm的sic颗粒，磨粒流的磨粒为尺寸在50~100μm之间的al2o3。

21、根据本专利技术的另一方面，提供一种钛合金无缝管，其采用如上所述的钛合金无缝管的制备方法制备得到。

22、通过采用上述技术方案，本专利技术相比于现有技术具有如下优点：

23、本专利技术对钛合金管材成分进行了优化，采用对角镦拔保证晶粒充分破碎，挤压+精锻可保证冷轧管坯具有一定径向织构，再通过控制冷轧最后一道次q值，可保证所获得的钛合金无缝管csr≥1.3；最后再结合喷砂和磨粒流表面处理，保证了管材表面粗糙度及压应力。通过上述综合制备方法，可获得一种高性能钛合金无缝管，其旋转弯曲疲劳性能可通过1500万次以上循环试验。

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【技术保护点】

1.一种钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，在步骤1）中，控制混料成分Fe含量在0.05~0.16%之间，并且加入稀土元素镧La，La含量在0.005~0.1%之间。

4.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，在步骤3）中，进行多火次镦拔滚圆成钛合金棒材时，中间火次进行三镦三拔且镦拔均采用对角镦拔，最后一火次进行拔长滚圆为棒材。

5.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，在步骤4）中，退火温度为700~850℃，时间为1~2.5h。

6.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，在步骤5）中，退火温度为600~750℃，时间为1~2.5h。

7.根据权利要求1所述的钛合金无缝管的制备方法，其特征在于，在步骤6）中，中间退火温度为550~750℃，时间为0.5~2h，并且半成品管材收缩应变比CSR≥1.3。