一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，該方法為：一、將鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到光棒；二、對光棒進行鉆孔；三、向鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆潤滑劑，然后將涂覆潤滑劑后的光棒加熱；四、將鋼棒插入光棒內；五、將插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為所需制備的管坯外徑以上1mm～1.5mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；六、將半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到管坯。本發明采用鉆孔加鍛造的方法來制備鈦及鈦合金無縫管坯，節約了銅材、模具等費用，降低了成本，生產效率大幅提高，特別適用于小批量、多規格管坯的生產。
【專利說明】一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無縫管坯制備【技術領域】，具體涉及一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法。
【背景技術】
[0002]鈦及鈦合金無縫管坯的制備一般有斜軋穿孔和擠壓兩種制備方法。斜軋穿孔制備的管坯由于制備原理的原因，所獲得的管坯內孔存在微裂紋，質量較差；同時由于穿孔變形模具的影響，所制備的管材厚度不能太薄(一般外徑與壁厚的比值> 10)。擠壓制備的管坯內孔質量較好，但是在擠壓時，需要用紫銅作包覆層進行潤滑，這就消耗了大量貴重的金屬銅，成本較高；另外擠壓機是一種大型設備，投資較高。
[0003]特別是對于小批量、多規格管坯的制備，以上兩種制坯方法均會造成模具、工裝的頻繁更換，這就會造成制坯成本的大幅上升。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法。該方法采用鉆孔加鍛造來制備鈦及鈦合金無縫管坯，節約了銅材、模具等費用，降低了成本，生產效率大幅提高，特別適用于小批量、多規格管坯的生產。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、將鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到光棒；所述鑄錠為鈦鑄錠或鈦合金鑄錠；所述光棒的尺寸滿足以下公式:
[0007]S=（Do2-d2)/(D12-d2)，其中 2 ≤ S ≤ 10，SXL ≤ 1000mm，且 L≤ 300mm ;
[0008]式中Dtl為光棒的外徑，單位為mm ；L為光棒的長度，單位為mm 為所需制備的管還外徑，單位為mm ；d為所需制備的管還內徑,單位為mm ；
[0009]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管坯內徑d相同，內孔粗糙度Ra≤2.5 u m ;
[0010]步驟三、向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆潤滑劑，然后將涂覆潤滑劑后的光棒加熱至光棒再結晶溫度以上150°c~250°C，保溫2h~3h ;
[0011]步驟四、將鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1: (300~500)錐度的鋼棒；
[0012]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為所需制備的管坯外徑以上1mm~1.5mm,然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0013]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到管坯。
[0014]上述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，步驟三中所述潤滑劑為玻璃粉。
[0015]上述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，步驟四中所述鋼棒的材質為熱作模具鋼。
[0016]上述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，步驟四中所述鋼棒的長度為1000mm ~1200mmo
[0017]上述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，步驟四中所述鋼棒的最大直徑不小于 20mm。
[0018]上述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，步驟六中所述管坯外表面的母線直線度不大于4mm/1000mm。
[0019]本發明與現有技術相比具有以下優點:
[0020]1、本發明采用鉆孔加鍛造的方法來制備鈦及鈦合金無縫管坯，節約了銅材、模具等費用，降低了成本。
[0021]2、本發明可以方便的鍛造任意尺寸的管坯，特別適用于小批量、多規格管坯的生產。
[0022]3、本發明只采用機械加工與鍛造兩個簡單的工序，與常規的管坯制備方法相比，生廣效率大幅提聞。
[0023]下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發明光棒與鋼棒裝配的結構示意圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]I一光棒；2—鋼棒。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
[0028]步驟一、將TA2純鈦鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到外徑Dtl為60mm,長度L為150_的光棒；
[0029]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管還內徑d相同，內孔粗糙度Ra為2.5 ii m ;所述管還內徑d為20mm ；
[0030]步驟三、將玻璃粉與水混合攪拌至糊狀物，向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆糊狀物作為潤滑劑，干燥后將光棒置于馬弗爐中加熱至光棒再結晶溫度以上150°C，保溫 3h ；
[0031]步驟四、將長度為1000mm的H13鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:300錐度的鋼棒，鋼棒的最大直徑為20mm;(鋼棒與光棒的裝配圖如圖1所不，圖中I代表光棒，2代表鋼棒)；
[0032]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為31mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0033]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到外徑D1為30mm，內徑d為20mm的管坯，管坯外表面的母線直線度為 2.5mm/1000mm。
[0034]實施例2[0035]步驟一、將TA16鈦合金鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到外徑Dtl為45mm,長度L為300mm的光棒；
[0036]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管還內徑d相同，內孔粗糙度Ra為2.0 ii m ;所述管還內徑d為25mm ；
[0037]步驟三、將玻璃粉與水混合攪拌至糊狀物，向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆糊狀物作為潤滑劑，干燥后將光棒置于馬弗爐中加熱至光棒再結晶溫度以上250°C，保溫 2h ；
[0038]步驟四、將長度為1200mm的H13鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:500錐度的鋼棒，鋼棒的最大直徑為25mm;(鋼棒與光棒的裝配圖如圖1所不，圖中I代表光棒，2代表鋼棒)；
[0039]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為37.5mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0040]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到外徑D1為36mm，內徑d為25mm的管坯，管坯外表面的母線直線度為3mm/1000mm。
[0041]實施例3
[0042]步驟一、 將TA18鈦合金鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到外徑Dtl為70mm,長度L為160mm的光棒；
[0043]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管還內徑d相同，內孔粗糙度Ra為2.5 ii m ;所述管還內徑d為28mm ；
[0044]步驟三、將玻璃粉與水混合攪拌至糊狀物，向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆糊狀物作為潤滑劑，干燥后將光棒置于馬弗爐中加熱至光棒再結晶溫度以上200°C，保溫 2.5h ；
[0045]步驟四、將長度為IlOOmm的H13鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:400錐度的鋼棒，鋼棒的最大直徑為28mm;(鋼棒與光棒的裝配圖如圖1所不，圖中I代表光棒，2代表鋼棒)；
[0046]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為39.2mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0047]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到外徑D1為38mm，內徑d為28mm的管坯，管坯外表面的母線直線度為4mm/1000mm。
[0048]實施例4
[0049]步驟一、將TA2純鈦鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到外徑Dtl為63mm,長度L為150mm的光棒；
[0050]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管還內徑d相同，內孔粗糙度為Ra為1.5 ii m ;所述管還內徑d為22mm ；
[0051]步驟三、將玻璃粉與水混合攪拌至糊狀物，向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆糊狀物作為潤滑劑，干燥后將光棒置于馬弗爐中加熱至光棒再結晶溫度以上200°C，保溫 2.5h ；[0052]步驟四、將長度為1200mm的H13鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:500錐度的鋼棒，鋼棒的最大直徑為22_;(鋼棒與光棒的裝配圖如圖1所不，圖中I代表光棒，2代表鋼棒)；
[0053]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為33.5mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0054]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到外徑D1為32_，內徑d為22_的管坯，管坯外表面的母線直線度為3mm/1000mm。
[0055]實施例5
[0056]步驟一、將TA2純鈦鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到外徑Dtl為84mm,長度L為IOOmm的光棒；
[0057]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管還內徑d相同，內孔粗糙度Ra為2.0 ii m ;所述管還內徑d為24_ ；
[0058]步驟三、將玻璃粉與水混合攪拌至糊狀物，向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆糊狀物作為潤滑劑，干燥后將光棒置于馬弗爐中加熱至光棒再結晶溫度以上250°C，保溫 2h ；
[0059]步 驟四、將長度為IlOOmm的H13鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:400錐度的鋼棒，鋼棒的最大直徑為24_;(鋼棒與光棒的裝配圖如圖1所不，圖中I代表光棒，2代表鋼棒)；
[0060]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為36.2mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0061]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到外徑D1為35_，內徑d為24_的管坯，管坯外表面的母線直線度為4mm/1000mm。
[0062]實施例6
[0063]步驟一、將TA22鈦合金鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到外徑Dtl為67mm,長度L為150_的光棒；
[0064]步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管還內徑d相同，內孔粗糙度Ra為2.5 ii m ;所述管還內徑d為20mm ；
[0065]步驟三、將玻璃粉與水混合攪拌至糊狀物，向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆糊狀物作為潤滑劑，干燥后將光棒置于馬弗爐中加熱至光棒再結晶溫度以上150°C，保溫 3h ；
[0066]步驟四、將長度為1000mm的H13鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:300錐度的鋼棒，鋼棒的最大直徑為20mm;(鋼棒與光棒的裝配圖如圖1所不，圖中I代表光棒，2代表鋼棒)；
[0067]步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為33mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品；
[0068]步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到外徑D1為32_，內徑d為20_的管坯，管坯外表面的母線直線度為 3.5mm/1000mm。
[0069]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何限制，凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、將鑄錠鍛造成棒材，然后將棒材外表面車光，得到光棒；所述鑄錠為鈦鑄錠或鈦合金鑄錠；所述光棒的尺寸滿足以下公式: S=?。2-#)/^2-#)，其中 2 ≤ S ≤ 10，SXL ≤ 1000mm，且 L ≤ 300mm ; 式中Dtl為光棒的外徑,單位為mm ；L為光棒的長度,單位為mm 為所需制備的管還外徑，單位為mm ；d為所需制備的管還內徑,單位為mm ； 步驟二、對步驟一中所述光棒進行鉆孔，鉆孔后的光棒的內孔孔徑與所需制備的管坯內徑d相同，內孔粗糙度Ra ^ 2.5 u m ； 步驟三、向步驟二中鉆孔后的光棒的外表面和內孔均涂覆潤滑劑，然后將涂覆潤滑劑后的光棒加熱至光棒再結晶溫度以上150°C~250°C，保溫2h~3h ; 步驟四、將鋼棒插入步驟三中保溫后的光棒內；所述鋼棒為直徑逐漸縮小且具有1:(300~500)錐度的鋼棒; 步驟五、將步驟四中插入鋼棒的光棒鍛造至外徑為所需制備的管坯外徑以上Imm~1.5mm，然后將鋼棒抽出，得到半成品； 步驟六、將步驟五中所述半成品矯直，然后按照所需制備的管坯尺寸對矯直后的半成品內、外表面進行車光，得到管坯。
2.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，步驟三中所述潤滑劑為玻璃粉。
3.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，步驟四中所述鋼棒的材質為熱作模具鋼。
4.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，步驟四中所述鋼棒的長度為1000_~1200mm。
5.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，步驟四中所述鋼棒的最大直徑不小于20mm。
6.根據權利要求1所述的一種鈦及鈦合金無縫管坯的制備方法，其特征在于，步驟六中所述管還外表面的母線直線度不大于4mm/1000mm。
【文檔編號】C22F1/18GK103668028SQ201310740246
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】張斌 申請人:張斌