钛合金锻造技术共38页
TC4钛合金锻环加工工艺[发明专利]
![TC4钛合金锻环加工工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/dbadef16910ef12d2bf9e71d.png)
专利名称：TC4钛合金锻环加工工艺专利类型：发明专利
发明人：王学璐,刘永开
申请号：CN201010249179.6
申请日：20100810
公开号：CN101927312A
公开日：
20101229
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种TC4钛合金锻环加工工艺，按照如下步骤实施：(1)将钛铸锭放入天然气加热炉内，升温至1150℃～1200℃加热，保温180分钟以上，确保整个钛铸锭内外温度一致、均匀；(2)利用油压机将钛铸锭经过70～80％的变形率，直接开成方坯；(3)将方坯用带锯锯成小块坯料；(4)将小块坯料经电阻加热炉三次加热改锻后锻成圆饼；(5)用冲子在圆饼中心冲孔；(6)将空心坯料加热至950℃保温120分钟以上后用马杠扩孔；(7)采用α+β/β相变点温度985℃以下120～200℃的温度下做完全退火，在电阻加热炉内，低于500℃装炉，785℃保温90分钟，空冷。
本发明通过合理的锻造工艺将钛铸锭改锻成合格的锻环。
申请人：宝鸡市金盛伟业稀有金属有限公司
地址：721014 陕西省宝鸡市宝钛路39号
国籍：CN
代理机构：宝鸡市新发明专利事务所
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钛合金锻造技术解答
30
15
12
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6
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1000
80
50
-
注：玻璃润滑剂是由玻璃粉、稳定剂、固结剂以及水构成的悬浮液
2008-09-09
钛合金锻造基础
锻造设备类型与应变速率的关系
锻 造 设 备
液压 慢速液压
10-2~ 1
锻锤 机械压力 （快速）
10~ 200
1~ 30
10-4~ 10-2
平均应变速率/s-1
2008-09-09
2008-09-09
钛合金的常用术语
原始β晶粒
α集束
2008-09-09
钛合金的常用术语
其他术语参见GB8755-1988
谢谢！
2008-09-09
钛合金锻造基础
变形量控制 变形量： 钛合金的临界变形2—12%，实际控制应 在15—20%以上; 变形30—40%,可细化 组织；60—70%以上可将粗针状组织细 化转变为球状组织
与热效应综合考虑
2008-09-09
钛合金锻造基础
清理
{
氧化皮的清除 α壳层的清除
喷砂
可清除0.13~0.76mm厚的锈皮，喷砂设备：装有磨料的 滚筒、喷丸或喷砂装置
自由锻、挤压、平锻、快锻、精锻
β区加热，足够变形量，变形先小后大， 防止裂纹和局部变形。
2008-09-09
常用开坯设备
钛合金的生产流程
2008-09-09
钛的基本特征
钛元素的基本特征
(1) 密度(纯钛密度介于铝 和铁之间。 (2) 导热性差，导热率仅 为铁的1/6，铝的1/15。 (3) 摩擦系数较大。 (4) 热膨胀系数较低。 (5) 弹性模量较低。 (6) 无磁性。
钛合金材料的熔炼与制备
轧制成形法
轧制成形法是通过将钛合金坯 料在轧机上轧制加工成形的制 备方法。
该方法适用于制备薄板、薄带 、棒材等钛合金材料，广泛应 用于航空、船舶、化工等领域 。
轧制成形法制备钛合金的优点 是材料性能优异、加工精度高 ，但工艺复杂、成本高。
钛合金材料的熔炼与制备
目
CONTENCT
录
• 钛合金的简介 • 钛合金的熔炼技术 • 钛合金的制备技术 • 钛合金的加工工艺 • 钛合金的发展趋势与展望
01
钛合金的简介
钛合金的定义
钛合金是由纯钛元素与一些其他元素（如铝、锡、钼、钒等）通 过合金化处理得到的金属材料。
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金，其特点是密度小 、比强度高、耐腐蚀性好、高温性能好、无磁性等。
体育用品
由于钛合金轻质高强，被广泛应用于高尔夫球杆 、自行车架等体育用品的制造。
02
钛合金的熔炼技术
电弧熔炼法
总结词
利用电弧产生的高温熔化金属或合金的方法。
详细描述
电弧熔炼法是钛合金制备中常用的熔炼技术之一，通过电极间产生的电弧产生高温，将钛合金原料熔化为液态， 再通过冷却凝固得到钛合金材料。该方法具有熔炼温度高、熔炼速度快、生产效率高等优点，但同时也存在能耗 高、电极易损耗等缺点。
回收再利用
开展钛合金废料的回收、 再生和再利用工作，降低 生产成本，同时减少环境 污染。
规模化生产
通过扩大生产规模，实现 规模效益，降低单位产品 的生产成本。
THANK YOU
感谢聆听
详细描述
悬浮熔炼法是一种新型的熔炼技术，利用磁场或电场使钛合金原料在非接触状态下熔化为液态，再通 过冷却凝固得到钛合金材料。该方法具有熔炼温度高、熔炼速度快、可去除杂质等优点，但同时也存 在设备成本高、技术难度大等缺点。
钛合金锻造工艺及其锻件的应用pdf
钛合金锻造工艺及其锻件的应用pdfDOI:10.14158/ki.1001-3814.2010.23.012金属铸锻焊技术Casting·Forging·Welding 2010 年12 月钛合金锻造工艺及其锻件的应用张智1,2，巨建辉2，戚运莲2，杜宇 2（1.西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西西安710055；2.西北有色金属研究院钛合金研究所，陕西西安710016）摘要：介绍了钛合金的几种锻造方式，包括常规锻造、β锻造、近β锻造和等温锻造，以及各种锻造方式对组织和性能的影响。
并对钛合金锻件在各个领域的应用作了综述，对钛合金的锻造工艺作了展望。
关键词：钛合金；锻造；V应用中图分类号：TG316文献标识码：A文章编号：1001-3814(2010)23-0034-04 Forging Technology of Titanium Alloy and Application of ForgingsZHANG Zhi1,2, JU Jianhui2, QI Yunlian2,DU Yu2(1. School of Metallurgic Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, China; 2. Titanium Alloys Research Center, Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, Xi'an 710016, China)Abstract：The main forging technologies of titanium alloy are reviewed，including traditional forging，β forging，near-β forging and isothermal forging．The effects of the forging process on the microstructureand mechanical properties of titanium alloys are studied．Moreover，the application of titanium alloy forgings in various field is summarized，and the forging technology of titanium alloy is expected．Key words：titanium alloy; forging; application近年来，钛合金因其高的比强度、优异的耐腐蚀性、良好的生物相容性等优点，迅速发展成为具有强大生命力的新型关键结构材料，被广泛应用于航空航天、军事工业、石油化工以及医疗卫生等领域[1-3]。
钛合金的先进制造技术ppt课件
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
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钛合金锻造技术演示文稿
2008-09-09
钛元素与钛资源概述
钛元素在周期表中的位置
22号 IV B 族
2008-09-09
钛元素与钛资源概述
钛元素在自然界中的赋存状态
地壳质量的4‰，总储量34亿吨 化学性质活泼，无钛的单质，主要是氧化物
金红石
钛铁矿
2008-09-09
钛资源的分布
钛元素与钛资源概述
Al：应用最广泛，强效。降低熔点，提高β转变温度。
原子置换方式增加网格畸变，室温和高温均强化。 相当于钢中碳的作用，提高热稳定性和焊接性。
Ga Ge：稀贵元素，应用少，作用正在研究中。
O N C: 间隙元素，强度提高，塑性下降。脆性威胁，
严格控制含量。
2008-09-09
钛的主要合金元素
钛的合金化原理
钛合金锻造技术演示文稿
《专 题》
一、 钛与钛合金热加工技术基础 二、 航空航天常用钛合金及其锻造技术 三、 钛合金锻件的常见缺陷与对策
2008-09-09
专题一的主要内容
1. 钛元素及钛资源概述 2. 钛合金的生产流程 3. 钛的基本特性 4. 钛的合金化原理 5. 钛合金的典型组织及分类 6. 钛合金锻造技术基础 7. 钛合金常用术语
优异的耐蚀性能 使用温度范围大
Mg Al
50 200
Superalloys
CMC
低阻尼特性
Refractory Metals and Intermetallics
700
1200
1700
Temperature (ºC)
2008-09-09
钛合金相图
钛的合金化原理
中性型 Zr Hf Sn
钛合金的先进制造技术-基础介绍
飞行器生产中钛合金的先进制造技术18.1钛板超塑性成形8.1.1超塑性成形的特征塑性：是金属的主要属性之一，它指的是金属在不遭受破坏的情况下，既具有永久变形能力又具有足够强度的性能。
“超塑性”就是超出一般“塑性”指标的金属的特性。
作为衡量塑性优劣的一个重要指标延伸率δ值，一般金属均不超过百分之几十，如黑色金属不大于40%，有色金属不大于60%（软铝约为50%，而金银一般也只80%），它们即使在高温下拉伸，也难以达到100%。
从材料的提纯、冶炼、锻造和热处理中设法改善金属的塑性，但都不理想，无法大幅度提高塑性指标。
2在长期以来金属变形的研究中，有人发现某些金属在一定条件下具有大大超过一般塑性的特异性能，这些具有超塑性的金属其δ值可超过百分之百，有的甚至达到百分之二千也不产生缩颈现象。
随着研究的深入，普遍认为这种特殊的、巨大的延伸特性并不限于某几种合金；对大多数金属材料，包括钢铁等黑色金属以及一般认为难成形的钛合金等，在特定条件下都可使δ值提高几倍至几十倍。
比如Ti-6Al-4V板材，常温下的δ值约10%，Ti-5Al-4V约14%，前者在加温到760℃时，δ值约为65%，850℃时约90%，即使加温到900℃也只达110%左右。
然而处于超塑性条件下的Ti-6Al-4V，δ值可高达500%以上，甚至1000%以上。
3超塑性是一种奇特的现象。
具有超塑性的合金能像饴糖一样伸长10倍、20倍甚至上百倍，既不出现缩颈，也不会断裂。
金属的超塑性现象，是英国物理学家森金斯在1982年发现的，他给这种现象做如下定义：凡金属在适当的温度下（大约相当于金属熔点温度的一半）变得像软糖一样柔软，而应变速度10毫米/秒时产生本身长度三倍以上的延伸率，均属于超塑性。
4超塑性与传统成形方法相比，具有如下特征：(1)大变形超塑性材料在单向拉伸时δ值极高，表明超塑性材料在变形稳定状态方面要比普通材料好得多。
(2)无缩颈超塑性材料表现出很强的抗颈缩能力，无明显的局部缩颈。
钛合金TC4锻造工艺研究
钛合金TC4锻造工艺研究发布时间：2023-02-20T06:05:48.216Z 来源：《建筑实践》2022年10月19期作者：刘飞任辉刘艳春[导读] 钛合金具有质量轻、比强度高、耐热性好、抗腐蚀性好等优点刘飞任辉刘艳春内蒙古北方重工业集团有限公司内蒙古包头市 014030摘要：钛合金具有质量轻、比强度高、耐热性好、抗腐蚀性好等优点，在国防军工和国民经济中被广泛应用。
但在锻件生产过程中，由于TC4材料组织在变形过程中对变形温度和变形程度极为敏感，容易出现大批量高低倍组织不合格的现象，进而影响钛合金材料的塑性和高温强度，这些不合格组织如粗大晶粒、魏氏组织等对于宇航军工产品来说是致命的隐，因此近些年来有效控制TC4锻件的组织成为研究热点。
本文主要对钛合金TC4锻造工艺进行了简单的探讨，以供相关人员参考。
关键词：TC4钛合金；锻造；工艺研究引言随着塑性成形加工技术的不断发展，市场对锻件产品质量要求不断提高，了解和掌握生产加工工艺对产品质量的影响，并通过控制工艺参数来提高产品质量是非常重要的。
其中，锻造是塑性变形中的一种代表性工艺，通过对锻件进行反复的镦粗拔长使锻件产生较大的变形、累积较大应变，主要目的是细化晶粒、消除锻件内部缺陷、提高锻件性能，总体上使合金材料的组织性能得到改善，并且锻件的内部组织、力学性能和服役寿命均超过了铸件。
然而锻件在锻造过程中容易产生裂纹并影响锻件的合格率，而损伤值的大小是衡量锻件塑性变形过程中裂纹出现几率的指标，当锻件损伤值达到临界值时裂纹萌生。
因此，了解不同锻造工艺参数下的损伤值，对保证锻件成形质量、提升锻件在服役期间的可靠性具有重要意义。
1、TC4钛合金的概述钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(α+β)型钛合金，具有良好的综合力学机械性能。
（1）钛合金的热导率低。
钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导率l=7.955W/m·K。
（2）钛合金的弹性模量较低。
钛及钛合金锻造生产工艺规程
钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：1/16代号：AS/FST-JS-04-2012更改控制页序号更改章节更改日期更改单编号更改后版次更改人签名钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：2/16代号：AS/FST-JS-04-2012 本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产，制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。
1简明工艺流程见表1。
2铸锭的准备2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。
并通知相关人员到库房领料。
2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。
2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。
2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。
否则，不能投料。
2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。
2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。
2.7涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。
涂层后必须干透即24小时后方可装炉钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：3/16代号：AS/FST-JS-04-2012铸锭↓涂层↓加热↓锻造↓↓↓↓打磨刨面打磨↓↓↓加热修磨加热↓↓↓锻造检查锻造↓↓↓热处理称重刻口↓↓↓机加板坯锯切↓↓探伤平头倒角↓↓取样打磨↓↓检查加热↓↓修磨锻造↓↓检查热处理↓↓称重机加↓↓包装探伤↓↓棒材取样↓检查↓称重↓包装↓饼环材钛及钛合金锻造生产工艺规程页码：4/16代号：AS/FST-JS-04-20123加热3.1加热设备：天燃气炉、电阻炉。