β相鈦合金餅坯的鐓粗方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種餅坯的鐓粗方法，特別是涉及了 β相鈦合金餅坯的鐓粗方法。
【背景技術】
[0002] 鐓粗是采用鍛壓機將金屬材料的高度減小而橫截面增大的鍛造工藝，是鍛造行業 的一道重要而又最基本的工序，能夠為后續工序，如自由鍛、模鍛、環乳等提供坯料。通常， 在對餅坯的鐓粗過程中，由于鍛壓機的上下砧板分別與棒坯的上下端面存在很大的摩擦， 最終導致餅坯上下端面均存在著一定的變形死區（如圖1所示）。相對于餅坯的其他區域，該 區變形較小甚至無變形，導致了餅坯變形不均勻性。該變形不均勻性直接影響到餅坯的組 織性能的不均勻性，甚至對后續鍛造工序產生消極影響，最終影響到產品的組織性能。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種采用端面局部變形的鐓粗方法，實現β相鈦 合金餅坯的鐓粗，以提高β相鈦合金餅坯的組織均勻性，從而提高鍛件的性能。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明所述β相鈦合金餅坯的鐓粗方法，其技術方案包括以 下步驟：
[0005] 把直徑為D、高度為Η的β相鈦合金棒材在鍛造加熱爐內加熱到鍛造溫度，保溫一段 時間后；把棒材放在鍛壓機下砧板上，驅動鍛錘向下將棒材鐓粗至高度為Η〇= (0.70~ 〇.77)Η，其變形量為23%~30%，獲得中間餅坯；
[0006] 將專用工裝經過中間餅坯的中心橫放在中間餅坯上，驅動鍛錘向下壓專用工裝， 專用工裝在中間餅坯上形成第一道壓痕，壓痕的深度為h，完成第一次局部變形;將專用工 裝繞中間餅坯的中心逆時針旋轉60°后，橫放在中間餅坯上，驅動鍛錘向下壓專用工裝，專 用工裝在中間餅坯上形成第二道壓痕，壓痕的深度為h，完成第二次局部變形;再將專用工 裝繞中間餅坯的中心逆時針旋轉60°后，橫放在中間餅坯上，驅動鍛錘向下壓專用工裝，專 用工裝在中間餅坯上形成第三道壓痕，壓痕的深度為h，完成第三次局部變形;將專用工裝 取出，驅動鍛錘壓向中間餅坯，在鍛錘與下砧板的作用下，使中間餅坯的壓痕完全消失，完 成上端面的局部鐓粗；
[0007] 將中間餅坯翻轉過來，按照上述上端面局部鐓粗的操作，在中間餅坯的另一端面 上完成下端面的局部鐓粗，獲得β相鈦合金餅坯。
[0008] 所述專用工裝對中間餅坯的壓痕深度為： 2H
[0009] 其中，Η為棒材的高度；
[0010] Ho為中間餅坯的高度；
[0011] σ為常規變形時變形死區所占體積的比例，取0.15~0.3。
[0012 ]所述專用工裝為棒材，其寬度d = (0 · 2~0 · 3) Do; Do為中間餅坯的直徑。
[0013]所述β相鈦合金為TB2合金。
[0014] 與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
[0015] 本發明所述β相鈦合金餅坯的鐓粗方法，通過采用對餅坯的端面進行局部變形的 鐓粗方法制備β相鈦合金餅坯，該方法的優點在于，所得β相鈦合金餅坯變形均勻，不存在變 形死區，很大程度上提高了后續鍛造成形的鍛件性能。
[0016] 本方法先將β相鈦合金餅坯常規鐓粗至Ηο=(0.70~0.77)Η，是為了保證β相鈦合 金餅坯中間區域的變形量能夠達到2 3 %~3 0 % ;專用工裝對中間餅坯的壓痕深度為 是為了保證β相鈦合金餅坯變形死區通過端面局部變形，其變形量能夠與 2Η 中間區域一致。
[0017] 本方法所述專用工裝的寬度d= (0.2~0.3)Do，能夠保證在對中間餅坯的壓痕進 行平整時不會發生折疊等缺陷。
[0018] 采用上述方法制備的β相鈦合金餅坯，鍛造成形后獲得了組織均勻、性能較好的鍛 件，以牌號為ΤΒ2的β相鈦合金鍛件為例：
[0019] 經檢測該合金鍛件組織均勻、晶粒細小，符合技術條件要求。
[0020] 經檢測該合金鍛件無凹槽、折疊等表面缺陷。
[0021] 經檢測該合金鍛件的室溫拉伸性能，其抗拉強度為1411Mpa~1451Mpa(大于使用 要求的1345Mpa)，其抗拉強度為1056MPa(大于設計使用要求的1023.3MPa)，斷后伸長率為 10% (大于設計使用要求的9% )。
[0022] 經檢測該合金鍛件的高溫拉伸持久試驗的檢測結果也均符合技術條件要求。
[0023]上述理化檢測結果表明，采用改進后的β相鈦合金餅坯成形的TB2合金鍛件各項性 能指標均符合要求。
【附圖說明】
[0024]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0025]圖1是現有技術鐓粗的餅坯示意圖。
[0026]圖2是中間餅坯結構示意圖
[0027]圖3是中間餅坯端面局部變形示意圖。
[0028]圖4是專用工裝的旋轉示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 實施本發明所述的β相鈦合金餅坯鐓粗方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機、機械 手、專用工裝等設備。下面以我國材料牌號為ΤΒ2的β相鈦合金為例來詳細說明該方法的具 體實施方式：
[0030] 該合金的主要化學元素含量(重量百分比）為:含Mo量4.7%~5.7%、含V量4.7% ~5.7%、含Cr量7.5%~8.5%、含A1 量2.5%~3.5%、含Fe量 <0.30%、含C量 <0.05、含N 量<0.04%、含Η量0.015%、含0量0.15%、余量為Ti、其他元素總和<0.40。
[0031 ]本方法的步驟如下：
[0032] 步驟1:常規鐓粗。
[0033] 把直徑為D、高度為Η的β相鈦合金棒材在鍛造加熱爐內加熱到鍛造溫度，保溫一段 時間后;把棒材放在鍛壓機下砧板上，為了保證鐓粗后β相鈦合金餅坯中間區域的變形量 能夠達到23 %~30 %，將棒材鐓粗至高度為Η〇= (0.70~0.77)Η，獲得中間餅坯1，如圖2所 不。
[0034]步驟2:上端面局部鐓粗。
[0035]如圖所示，將專用工裝2經過中間餅坯1的中心橫放在中間餅坯1上，為保證在對中 間餅坯1的壓痕進行平整時不會發生折疊等缺陷，所用專用工裝2的寬度d= (0.2~0.3)D〇， 驅動鍛錘以F大小的壓力，向下壓專用工裝2,專用工裝2在中間餅坯1上形成第一道壓痕，壓 痕的深度為h，完成第一次局部變形;如圖3所示，將專用工裝2繞中間餅坯1的中心逆時針旋 轉60°后，橫放在中間餅坯1上，驅動鍛錘向下壓專用工裝2,專用工裝2在中間餅坯1上形成 第二道壓痕，壓痕的深度為h，完成第二次局部變形;再將專用工裝2繞中間餅坯1的中心逆 時針旋轉60°后，橫放在中間餅坯1上，驅動鍛錘向下壓專用工裝2,專用工裝2在中間餅坯1 上形成第三道壓痕，壓痕的深度為h，完成第三次局部變形;將專用工裝2取出，驅動鍛錘壓 向中間餅坯1，在鍛錘與下砧板的作用下，使中間餅坯1的壓痕完全消失，完成上端面局部鐓 粗。
[0036] 為了使β相鈦合金餅坯變形死區通過端面局部變形，其變形量能夠與中間區域一 致，達到23%~30%，所述專用工裝對中間餅坯的壓痕深度為：h=〇-HH,「 2H
[0037] 其中，Η為棒材的高度；
[0038] Ho為中間餅坯的高度；
[0039] σ為常規變形時變形死區所占體積的比例，取0.15~0.3。
[0040] 步驟3:下端面局部鐓粗。
[0041 ]將中間餅坯翻轉過來，按照上述上端面局部鐓粗的操作，在中間餅坯的另一端面 上完成下端面的局部鐓粗，獲得β相鈦合金餅坯。
【主權項】
1. 一種β相鐵合金餅巧的鐵粗方法，其特征在于，包括W下步驟： 把直徑為D、高度為Η的β相鐵合金棒材在鍛造加熱爐內加熱到鍛造溫度，保溫一段時間 后；把棒材放在鍛壓機下化板上，驅動鍛鍵向下將棒材鐵粗至高度為化=(0.70~0.77)Η， 其變形量為23%~30%，獲得中間餅巧； 將專用工裝經過中間餅巧的中屯、橫放在中間餅巧上，驅動鍛鍵向下壓專用工裝，專用 工裝在中間餅巧上形成第一道壓痕，壓痕的深度為h，完成第一次局部變形;將專用工裝繞 中間餅巧的中屯、逆時針旋轉60°后，橫放在中間餅巧上，驅動鍛鍵向下壓專用工裝，專用工 裝在中間餅巧上形成第二道壓痕，壓痕的深度為h，完成第二次局部變形;再將專用工裝繞 中間餅巧的中屯、逆時針旋轉60°后，橫放在中間餅巧上，驅動鍛鍵向下壓專用工裝，專用工 裝在中間餅巧上形成第Ξ道壓痕，壓痕的深度為h，完成第Ξ次局部變形;將專用工裝取出， 驅動鍛鍵壓向中間餅巧，在鍛鍵與下化板的作用下，使中間餅巧的壓痕完全消失，完成上端 面的局部鐵粗； 將中間餅巧翻轉過來，按照上述上端面局部鐵粗的操作，在中間餅巧的另一端面上完 成下端面的局部鐵粗，獲得β相鐵合金餅巧。2. 根據權利要求1所述的β相鐵合金餅巧的鐵粗方法，其特征在于，所述β相鐵合金為 ΤΒ2合金。3. 根據權利要求1或2所述的β相鐵合金餅巧的鐵粗方法，其特征在于，所述專用工裝對 中間餅巧的壓痕深度為：其中，Η為棒材的高度； 化為中間餅巧的高度； σ為常規變形時變形死區所占體積的比例，取0.15~0.3。4. 根據權利要求1或2所述的β相鐵合金餅巧的鐵粗方法，其特征在于，所述專用工裝為 棒材，其寬度d = (0.2~0.3 )D〇，其中，Do為中間餅巧的直徑。
【專利摘要】本發明公開了一種β相鈦合金餅坯的鐓粗方法，其步驟為：先將β相鈦合金棒材按常規方法鐓粗，使其變形量達到23％～30％；再使用專用工裝對中間餅坯的端面進行局部變形。該方法能夠有效地消除常規鐓粗方法中出現的變形死區等缺陷，能夠有效地提高β相鈦合金餅坯的組織均勻性，從而提高鍛件的性能。該方法用于β相鈦合金餅坯的鐓粗。
【IPC分類】B21J5/08
【公開號】CN105537483
【申請號】CN201510868142
【發明人】蘇春民, 葛波, 李興品, 李玉鳳, 張小林
【申請人】貴州安大航空鍛造有限責任公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月2日