一种TC18钛合金锻件的制备方法与流程

本发明涉及锻件制备，具体而言，涉及一种tc18钛合金锻件的制备方法。

背景技术：

1、tc18钛合金的名义成分为t i-5al-5mo-4.5v-1cr-1fe，这一成分设计使得该合金在力学性能上表现出色。在退火状态下，tc18钛合金的强度极限即可达到1080mpa，而经过强化热处理后，其强度更是能够突破1200mpa甚至更高。此外，该合金还保持着良好的延伸率、断面收缩率和冲击韧性，为制造高承载力的结构件提供了坚实的材料基础。

2、鉴于tc18钛合金的卓越性能，它在多个领域得到了广泛应用。首先，在航空航天领域，tc18钛合金被大量用于制造各种高承载力的结构件，如飞机起落架、发动机部件等。这些部件需要承受巨大的载荷和复杂的应力环境，而tc18钛合金的高强高韧特性恰好满足了这些要求。

3、然而，尽管tc18钛合金具有诸多优点，但其制备过程却相对复杂且存在诸多挑战。传统的制备方法往往难以保证材料的组织均匀性和性能稳定性，导致制成品的质量参差不齐。此外，传统方法还存在能耗高、效率低等问题，难以满足现代工业对高效、环保、高质量生产的需求。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种tc18钛合金锻件的制备方法，主要是为了解决如何在保证材料性能的同时，降低能耗、提高生产效率，并满足现代工业对高品质锻件的需求的问题。

2、本发明提出了一种tc18钛合金锻件的制备方法，该方法包括：

3、将tc18钛合金原料进行电极成分均匀性控制和铸锭熔炼，得到tc18钛合金铸锭；

4、将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件；

5、将所述半成品锻件进行整体热处理得到tc18钛合金锻件。

6、在本申请的一些实施例中，在将tc18钛合金原料进行电极成分均匀性控制和铸锭熔炼，得到tc18钛合金铸锭时，包括：

7、通过真空充氩等离子弧焊接方式对所述tc18钛合金原料进行电极焊接，进行电极焊接时的电极规格为φ500mm，单块电极重量120公斤。

8、在本申请的一些实施例中，在通过真空充氩等离子弧焊接对所述tc18钛合金原料进行电极焊接后，还包括：

9、通过三次var熔炼方式对进行电极焊接后的所述tc18钛合金原料进行铸锭熔炼。

10、在本申请的一些实施例中，三次var熔炼方式中的一次熔炼时的电流强度为12ka，二次熔炼时的电流强度为16ka，三次熔炼时的电流强度为20ka。

11、在本申请的一些实施例中，三次var熔炼方式中最后一次熔炼稳定阶段的压强不大于5pa，冒口深度不大于60mm。

12、在本申请的一些实施例中，所述tc18钛合金铸锭的规格为φ620mm。

13、在本申请的一些实施例中，将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件时，包括：

14、所述开坯锻造火次变形量为50％～75％；

15、所述中间锻造火次变形量为45％～60％；

16、所述成品锻造中成品相变点以下锻造次数不少于两次。

17、在本申请的一些实施例中，将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件时，还包括：

18、所述开坯锻造的加热温度为1150℃～1200℃，终锻温度为不低于850℃；

19、所述中间锻造的加热温度为tβ-50℃～tβ+100℃，终锻温度为不低于800℃；

20、所述成品锻造的加热温度为tβ-40℃～60℃，终锻温度为不低于800℃。

21、在本申请的一些实施例中，将所述半成品锻件进行整体热处理得到tc18钛合金锻件时，包括：

22、对所述半成品锻件依次进行固溶热处理和时效热处理；

23、其中，所述固溶热处理时的温度为830～850℃，保温时间为2h，冷却方式为炉冷；所述时效热处理时的温度为610～630℃，保温时间为6h，冷却方式为空冷。

24、在本申请的一些实施例中，在将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件时，还包括：

25、进行不少于10个火次的换向墩拔。

26、与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：本发明通过严格的电极成分均匀性控制和三次var熔炼方式，显著提高了tc18钛合金铸锭的成分均匀性和组织致密度。这不仅有助于减少材料内部的缺陷和杂质，还进一步增强了合金的力学性能，如强度、延伸率和冲击韧性，从而确保了锻件的高品质。同时，通过优化锻造工艺，包括开坯锻造、中间锻造和成品锻造的多火次变形，以及合理的加热温度和终锻温度控制，使得锻件在保持高性能的同时，缩短了生产周期，提高了生产效率。此外，换向墩拔工艺的应用也进一步提升了材料的塑性和加工性能，有利于后续的加工和成型。相较于传统制备方法，本发明通过精细化的熔炼和锻造工艺控制，有效降低了能耗。特别是var熔炼方式在真空和充氩环境下进行，减少了氧化和其他有害气体的生成，有利于环境保护和可持续发展。综上所述，本发明通过创新性的制备方法，成功解决了tc18钛合金锻件制备过程中的关键问题，实现了高性能、高效率、低能耗和环保的生产目标，具有重要的应用价值和社会效益。

1.一种tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，在将tc18钛合金原料进行电极成分均匀性控制和铸锭熔炼，得到tc18钛合金铸锭时，包括：

3.根据权利要求2所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，在通过真空充氩等离子弧焊接对所述tc18钛合金原料进行电极焊接后，还包括：

4.根据权利要求3所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，三次var熔炼方式中的一次熔炼时的电流强度为12ka，二次熔炼时的电流强度为16ka，三次熔炼时的电流强度为20ka。

5.根据权利要求4所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，三次var熔炼方式中最后一次熔炼稳定阶段的压强不大于5pa，冒口深度不大于60mm。

6.根据权利要求5所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，所述tc18钛合金铸锭的规格为φ620mm。

7.根据权利要求6所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件时，包括：

8.根据权利要求7所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件时，还包括：

9.根据权利要求8所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，将所述半成品锻件进行整体热处理得到tc18钛合金锻件时，包括：

10.根据权利要求9所述的tc18钛合金锻件的制备方法，其特征在于，在将所述tc18钛合金铸锭通过开坯锻造、中间锻造及成品锻造得到半成品锻件时，还包括：