本發(fā)明涉及鈦合金加工，具體涉及一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法。

背景技術(shù)：

1、高強鈦合金絲材具有高的比強度和比剛度，使用高強鈦合金替代高強的高溫合金緊固件，可以起到減重作用，同時能夠使結(jié)構(gòu)連接部位的鈦合金線膨脹系數(shù)相匹配。

2、高強鈦合金中，tb19鈦合金(ti-5al-4mo-4zr-2sn-2cr-1fe)屬于亞穩(wěn)定β型鈦合金，該合金具有tc19鈦合金的強度和韌性、tc17鈦合金的中等溫度下抗蠕變能力和tb6鈦合金的強度和熱處理敏感性。tb19鈦合金mo當(dāng)量為10.1，固溶時效后大量細(xì)小α相可保證抗拉強度可達(dá)到1500mpa以上，強塑性匹配顯著優(yōu)于現(xiàn)有tb2、tb3、tb5、tb6、tb8和tb18等鈦合金，符合新一代飛機的選材要求。

3、tb19鈦合金退火態(tài)強度中等、塑性好，可用連續(xù)溫鐓工藝制造螺栓、鉚釘?shù)染o固件。目前是采用tb19鈦合金交付直條棒材制備緊固件，在制備過程中，只能采用單件鐓制，生產(chǎn)效率低，成本高；另外tb19鈦合金組織性能匹配控制難度大，尤其是組織、強度和延伸率，且緊固件用的棒絲材規(guī)格小，制備流程長，批量生產(chǎn)過程中也容易導(dǎo)致棒絲材的組織和性能不匹配，使生產(chǎn)出的緊固件綜合性能不穩(wěn)定。因此，急需開發(fā)一種強塑性與組織匹配良好、制造過程穩(wěn)定高效的盤圓絲材的制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，用該方法制備出的盤圓絲材強塑性與組織匹配良好，綜合性能穩(wěn)定，固溶時效態(tài)抗拉強度高于1560mpa，延伸率大于10％。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提出一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、對tb19鈦合金圓棒坯進(jìn)行鍛造，獲得精鍛棒坯；

5、s2、對精鍛棒坯進(jìn)行軋制，獲得盤圓絲坯；

6、s3、對圓盤絲坯進(jìn)行扒皮，獲得扒皮絲坯；

7、s4、對扒皮絲坯進(jìn)行拉拔，獲得拉拔絲坯；

8、s5、對拉拔絲坯進(jìn)行固溶，獲得固溶態(tài)絲材；

9、s6、將固溶態(tài)絲材磨光，獲得盤圓絲材。

10、具體地，s1中，鍛造溫度為910℃～970℃，鍛造累積變形量為58.13％～74.47％。

11、具體地，s2中，軋制溫度為800℃～880℃，軋制累積變形量為92.56％～95.57％。

12、具體地，軋制過程中，終軋溫度≥750℃。

13、具體地，s3中，扒皮方式為模式扒皮或無心車扒皮，扒皮去除量為0.20mm～0.50mm。

14、具體地，s4中，拉拔溫度為600℃～720℃，單道次拉拔變形量為5％～25％，拉拔累積變形量為49.54％～71.34％。

15、具體地，s5中，通過管式爐對拉拔絲坯進(jìn)行固溶，固溶溫度為800℃～870℃。

16、具體地，s2中，通過橫列式軋機對精鍛棒坯進(jìn)行軋制，采用菱-方-橢圓-圓孔型系列完成。

17、具體地，s4中，通過輥模對所述扒皮絲坯進(jìn)行拉拔。

18、具體地，s1中，tb19鈦合金圓棒坯的直徑為80mm～95mm，化學(xué)成分及重量百分比為：al：4.5～5.5，mo：3.5～4.5，zr：3.5～4.5，sn：1.5～2.5，cr：1.5～2.5，fe：0.5～2.0，余量為ti，超聲探傷滿足gb/t?5193a1級，高、低倍組織均勻。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

20、(1)本發(fā)明通過對熱加工變形量、熱加工方式及工藝參數(shù)的匹配，解決了tb19合金盤圓絲材強塑性難匹配的問題，使最終得到的盤圓絲材的固溶時效態(tài)抗拉強度高于1560mpa，延伸率大于10％，綜合性能穩(wěn)定，相比直條棒材，本發(fā)明制備的盤圓絲材可實現(xiàn)連續(xù)鐓制緊固件，顯著提升了鐓制效率，降低制造成本。

21、(2)本發(fā)明通過橫列式軋機對精鍛棒坯進(jìn)行軋制，控制終軋溫度，進(jìn)而控制盤圓絲坯組織；通過輥模對扒皮絲坯進(jìn)行拉拔，相對固定模拉拔，輥模拉拔在較低溫度下可以拉拔，并解決了拉拔過程容易劃傷的問題；通過管式爐對拉拔絲坯進(jìn)行在線固溶，解決了傳統(tǒng)箱式熱處理爐內(nèi)外卷絲材冷卻速率不一致的問題，保證了盤圓絲材的組織均勻性，進(jìn)而保證了盤圓絲材的綜合性能符合要求。

技術(shù)特征：

1.一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s1中，鍛造溫度為910℃～970℃，鍛造累積變形量為58.13％～74.47％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s2中，軋制溫度為800℃～880℃，軋制累積變形量為92.56％～95.57％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，軋制過程中，終軋溫度≥750℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s3中，扒皮方式為模式扒皮或無心車扒皮，扒皮去除量為0.20mm～0.50mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s4中，拉拔溫度為600℃～720℃，單道次拉拔變形量為5％～25％，拉拔累積變形量為49.54％～71.34％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s5中，通過管式爐對拉拔絲坯進(jìn)行固溶，固溶溫度為800℃～870℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s2中，通過橫列式軋機對精鍛棒坯進(jìn)行軋制，采用菱-方-橢圓-圓孔型系列完成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s4中，通過輥模對所述扒皮絲坯進(jìn)行拉拔。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種1500mpa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，其特征在于，s1中，tb19鈦合金圓棒坯的直徑為80mm～95mm，化學(xué)成分及重量百分比為：al：4.5～5.5，mo：3.5～4.5，zr：3.5～4.5，sn：1.5～2.5，cr：1.5～2.5，fe：0.5～2.0，余量為ti，超聲探傷滿足gb/t?5193a1級，高、低倍組織均勻。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鈦合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種1500MPa級鈦合金盤圓絲材的制備方法，所述制備方法包括：對TB19鈦合金圓棒坯進(jìn)行鍛造，獲得精鍛棒坯；對精鍛棒坯進(jìn)行軋制，獲得盤圓絲坯；對圓盤絲坯進(jìn)行扒皮，獲得扒皮絲坯；對扒皮絲坯進(jìn)行拉拔，獲得拉拔絲坯；對拉拔絲坯進(jìn)行固溶，獲得固溶態(tài)絲材；將固溶態(tài)絲材磨光，獲得盤圓絲材；本發(fā)明通過對熱加工變形量、熱加工方式及工藝參數(shù)的匹配，解決了TB19合金盤圓絲材強塑性難匹配的問題，使最終得到的盤圓絲材的固溶時效態(tài)抗拉強度高于1560MPa，延伸率大于10％，綜合性能穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：劉向宏,雷蕃,黃龍超,王凱旋,楊輝,吳與倫,杜小聯(lián),喬繼柱,孫永波,種南京,侯峰起,杜予晅,馮勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15