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申请/专利权人：山东煜兴材料科技有限公司

摘要：本发明涉及钛合金加工技术领域，具体地说是一种TC4钛合金棒材的锻造工艺。一种TC4钛合金棒材的锻造工艺，包括以下步骤：钛合金粉末的制备及烧结；钛合金锭的相变点以上温度锻造；二次锻坯的相变点以下温度锻造；钛合金棒材的固溶与时效处理。本发明先以不同的初锻和终锻温度对钛合金锭进行两次锻造，并在每次锻造后进行空冷和超声振动处理，通过分次降低锻造温度的锻造方法，可以防止钛合金锭在高温锻造中形变过量导致锻坯开裂，并在每次锻造结束后进行超声振动，使钛合金锭中的细小片层组织在高速振动下进一步的细化，分布更加均匀，从而提高了TC4钛合金棒材的抗拉强度以及屈服强度。

主权项：1.一种TC4钛合金棒材的锻造工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：钛合金粉末的制备及烧结将TiH2和AlV合金在氩气气氛下进行高能球磨，然后再进行真空热处理，得到脱氢金属粉末，将脱氢金属粉末短暂浸没于加热的浓硫酸中，过滤后与TiCl2粉末混合进行真空热处理，得到钛合金粉末，在氩气气氛下将钛合金粉末装入模具，密封后进行冷等静压成形，再进行真空烧结，得到钛合金锭；S2：钛合金锭的相变点以上温度锻造测试钛合金锭相变温度，在预热的电阻炉中加入钛合金锭并保温一段时间，以一定的升温速率升温至相变温度以上作为初锻温度，保温一段时间后使用快锻机进行锻造，终锻温度为相变温度下，空冷至一定温度后进行超声振动，得到初级锻坯，将初级锻坯以略低的初锻造温度和终锻温度重复上述操作，得到二次锻坯；S3：二次锻坯的相变点以下温度锻造将二次锻坯放入预热的电阻炉中，保温一段时间后置于快锻机中，在快锻机一侧设置一个磁场，然后启动快锻机在磁场的作用下对二次锻坯进行锻造，得到三次锻坯，将三次锻坯放入预热的电阻炉中，保温一段时间后置于快锻机中进行拔长，得到成型棒坯；S4：钛合金棒材的固溶与时效处理将成型棒坯在一定温度下保温一段时间，水淬后得到水淬棒坯，电阻炉进行预热后，将水淬棒坯放入电阻炉内，保温一段时间后进行空冷，以一定的降温速度冷却至室温，得到TC4钛合金棒材；步骤S1具体包括如下步骤：S1.1：将8-10份TiH2和0.8-1.2份AlV合金置于高能球磨机中，加入80-100份2-3mm的钨钢球并通入氩气，使氩气含量为92-95％，调节球磨转速为250-300rpm，球磨18-20小时，得到金属粉末，将金属粉末置于真空烧结炉中，调节真空度为10-3-10-2Pa，以700-750℃的温度进行8-10小时的热处理，得到脱氢金属粉末；S1.2：将质量百分比为70-85％的浓硫酸加满12的容器并加热至55-60℃，再将脱氢金属粉末浸没于浓硫酸中55-60S，过滤后与0.3-0.4份TiCl2粉末混合加入真空烧结炉中，调节真空度为10-3-10-2Pa，以600-650℃的温度进行30-35分钟的热处理，得到钛合金粉末；S1.3：在氩气手套箱中将钛合金粉末装入模具，密封后进行冷等静压成形，再放入真空烧结炉中，调节真空度为10-3-5×10-3Pa，以1150-1250℃的温度烧结1.5-2小时，得到钛合金锭；步骤S2具体包括如下步骤：S2.1：在钛合金铸锭冒口端取样测得钛合金铸锭α+ββ相变温度为1020℃，启动电阻炉，设定电炉温度为850-950℃，当电阻炉温度到达设定值时加入钛合金锭，保温45-60分钟，以20-25℃min的升温速率升温至1140-1170℃进行首次加热，保温35-40分钟后使用快锻机进行1-2个火次的锻造，每个火次进行两镦两拔，终锻温度为960-970℃，空冷至200-300℃后利用超声波冲击设备进行超声振动，得到初级锻坯；S2.2：将初级锻坯放入已达到预设温度950-960℃的电阻炉中，保温45-60分钟，以20-25℃min的升温速率升温至1050-1070℃，保温35-40分钟后使用快锻机进行2-3个火次的锻造，每个火次进行两镦两拔，终锻温度为850-950℃，空冷至150-180℃后再利用超声波冲击设备进行超声振动，得到二次锻坯；步骤S3具体包括如下步骤：S3.1：将二次锻坯放入已达到预设温度970-980℃的电阻炉中，保温1-1.5小时后置于快锻机中，在快锻机一侧的1.2-1.5m处安装电磁铁设备，磁力方向面向快锻机，调节电磁铁设备吸力大小为1.5-2T，然后启动快锻机对二次锻坯进行2-3个火次的锻造，每个火次进行两镦两拔，终锻温度为850-880℃，得到三次锻坯；S3.2：将三次锻坯放入已达到预设温度970-980℃的电阻炉中，保温30-35分钟后置于快锻机中，采用对角拔长的方式将三次锻坯拔长至所需尺寸，得到成型棒坯。

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