【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及緊固件用鈦合金絲材加工，具體為涉及一種緊固件用tc10鈦合金大盤圓絲材的制備方法。
技術介紹
1、tc10鈦合金是從tc4合金發展而來的一種富β相穩定元素的雙相高強鈦合金。與tc4合金相比，增加了β相穩定元素v的含量，并添加了β相穩定元素fe和cu，從而增加了合金的淬透性，可使其淬透厚度達到38.1～50.4mm，因此在工程應用上彌補了tc4合金淬透性差的缺點。此外，合金中還添加了中性元素sn，使其應用溫度可升高到315℃。
2、近年來，鈦合金和復合材料作為航空結構用主材用量呈明顯上升趨勢，且越來越多地用于主承力結構。鈦合金的電位與復合材料匹配較好，使鈦合金成為復合材料的最佳連接材料。為適應結構優化和整體結構技術發展的需要，研發了大直徑、高載荷、高疲勞的單面安裝螺栓螺母系統。tc10鈦合金作為單面連接螺栓重要組成部件芯桿使用的原材料，今后的發展及應用前景十分廣闊。但是目前，國內緊固件用tc10鈦合金絲材大多數采用小批量加工工藝，以直條料為主，產品質量的一致性難以保證，導致制備的緊固件力學性能波動較大，產品質量穩定性難以保證。
3、因此，研究用大單重盤圓tc10鈦合金絲材的制備工藝，制備高品質、高均勻性tc10鈦合金大單重盤圓絲材具有重要的工程意義。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，本專利技術提供一種緊固件用高品質、高均勻性tc10鈦合金大盤圓絲材的制備方法，制備的tc10鈦合金絲材顯微組織細小均勻，一致性好、強度高，塑性好，且
2、本專利技術的技術方案是：
3、一種緊固件用tc10鈦合金大盤圓絲材的制備方法，具體步驟如下：
4、步驟一、準備鑄錠：取直徑500～700mm的tc10鈦合金鑄錠，按重量百分數計，tc10鈦合金鑄錠的成分組成如下：al?5.00～6.50％，v?5.00～6.50％，sn?1.50～2.50％，fe0.35～1.00％，cu0.35～1.00％，o≤0.20％，c≤0.05％，n≤0.04％，h≤0.015％，y≤0.005％，其他單一雜質元素≤0.10％，雜質元素總和≤0.40％，余量為ti；
5、步驟二、開坯鍛造：將加熱爐加熱至850～950℃進行鑄錠裝爐，升溫至1100～1200℃，保溫2～3小時，出爐在鍛造機上拔長，拔長后棒坯直徑為290～310mm，總變形量為70～80％，修磨表面缺陷；
6、步驟三、粗鍛：將加熱爐加熱至800～900℃進行棒坯裝爐，升溫至1000～1100℃，保溫2～3小時，出爐在鍛造機上拔長，拔長后棒坯直徑為130～150mm，總變形量為70～90％，得粗鍛后棒坯，修磨表面缺陷；
7、步驟四、精鍛：將加熱爐加熱至700～800℃進行棒坯裝爐，升溫至950～1050℃，保溫2～3小時，出爐在精鍛機上拔長，拔長后棒坯直徑為95～105mm，總變形量為40～60％，得精鍛后棒坯，修磨表面缺陷；
8、步驟五、連軋：采用電磁感應加熱將精鍛后棒坯升溫至840～920℃，保溫5～10分鐘，隨后在連軋機組中軋制，軋制后盤圓絲坯直徑為7.5～15mm；
9、步驟六、拉拔：將軋制后絲坯進行溫拉拔，溫拉拔溫度為700～780℃，每道次拉拔變形量為5～20％；
10、步驟七、退火：采用熱處理爐對拉拔后絲材進行退火1～3小時，退火溫度為700～780℃，冷卻方式為空冷；
11、步驟八、剝皮：將退火后絲材進行剝皮，剝皮量在0.5mm以上；
12、步驟九、拋光：將剝皮后絲材進行拋光，拋光后絲材表面粗糙度ra≤1.2μm，不圓度≤0.01mm；
13、步驟十、涂敷處理：對拋光后絲材進行涂敷處理，涂層厚度為1～15μm。
14、所述步驟一中，制備鑄錠的過程為：將海綿鈦、鋁豆、鋁釩中間合金、鈦錫合金、鐵粉、銅粉和二氧化鈦混合壓制成電極，經過不少于3次真空自耗電弧熔煉，得到直徑550～650mm的tc10鈦合金圓柱狀鑄錠，合金相變點為945±10℃。
15、所述步驟二中，開坯鍛造為自由鍛，保溫溫度為1125～1175℃，總變形量為72～78％。
16、所述步驟三中，粗鍛為自由鍛，保溫溫度為1025～1075℃，總變形量為75～85％。
17、所述步驟四中，精鍛溫度為975～1025℃，總變形量為45～55％，截成長度4500～5500mm。
18、所述步驟五中，連軋溫度為860～900℃，總變形量大于或等于97％。
19、所述步驟六中，溫拉拔溫度為720～760℃，每道次拉拔變形量為5～15％，總變形量5％～60％。
20、所述步驟七中，退火溫度為750～780℃，退火時間2～2.5小時。
21、所述步驟八中，采用模具剝皮，剝皮量大于0.5mm。
22、所述步驟十中，涂敷采用mos2和石墨混合物制成的涂料進行絲材表面涂敷，涂敷后涂層厚度為1～15μm，獲得的tc10鈦合金絲材重量150～200kg，直徑為3～15mm。
23、本專利技術的設計思想是：
24、本專利技術方法先獲取直徑500～700mm?tc10鈦合金鑄錠，然后將tc10鈦合金鑄錠在1100～1200℃開坯鍛造為直徑290～310mm棒坯，然后將tc10鈦合金棒坯在1000～1100℃粗鍛為直徑130～150mm棒坯，然后將tc10鈦合金棒坯在950～1050℃精鍛為直徑95～105mm棒坯，然后將tc10鈦合金棒坯在780～900℃連軋，軋成直徑7.5～15mm大盤圓絲材，然后拉拔，然后退火，然后剝皮、拋光和涂敷處理。從而，通過本專利技術的整體技術方案獲得合金橫截面組織為細小均勻等軸狀α+β雙相組織，表面為潤滑涂層狀態，絲材盤重大于100kg，具有較優異的強度和塑性，滿足緊固件用tc10鈦合金材料要求。
25、本專利技術的優點及有益效果是：
26、(1)本專利技術在成分設計上，al元素含量控制5.25～5.75wt％，v元素含量控制5.25～5.75wt％，sn元素含量控制1.75～2.25wt％，fe元素含量控制0.4～0.6wt％，cu元素含量控制0.4～0.6wt％，o元素含量控制0.12～0.16wt％，相變點控制在945±10℃，能夠有效提高固溶時效態tc10鈦合金強度，同時具有良好塑性。
27、(2)本專利技術連軋總變形量大于95％，控制連軋溫度，連軋大變形方式，軋后tc10鈦合金顯微組織為細小均勻等軸雙相組織。
28、(3)本專利技術通過連軋及溫拉拔工藝，能夠得到顯微組織均勻、表面質量優異、尺寸公差優異的緊固件用大單重tc10鈦合金絲材。
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1.一種緊固件用TC10鈦合金大盤圓絲材的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟一中，制備鑄錠的過程為：將海綿鈦、鋁豆、鋁釩中間合金、鈦錫合金、鐵粉、銅粉和二氧化鈦混合壓制成電極，經過不少于3次真空自耗電弧熔煉，得到直徑550～650mm的TC10鈦合金圓柱狀鑄錠，合金相變點為945±10℃。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟二中，開坯鍛造為自由鍛，保溫溫度為1125～1175℃，總變形量為72～78％。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟三中，粗鍛為自由鍛，保溫溫度為1025～1075℃，總變形量為75～85％。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟四中，精鍛溫度為975～1025℃，總變形量為45～55％，截成長度4500～5500mm。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟五中，連軋溫度為860～900℃，總變形量大于或等于97％。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟七中，退火溫度為750～780℃，退火時間2～2.5小時。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟八中，采用模具剝皮，剝皮量大于0.5mm。
10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟十中，涂敷采用MoS2和石墨混合物制成的涂料進行絲材表面涂敷，涂敷后涂層厚度為1～15μm，獲得的TC10鈦合金絲材重量150～200KG，直徑為3～15mm。
...【技術特征摘要】
1.一種緊固件用tc10鈦合金大盤圓絲材的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟一中，制備鑄錠的過程為：將海綿鈦、鋁豆、鋁釩中間合金、鈦錫合金、鐵粉、銅粉和二氧化鈦混合壓制成電極，經過不少于3次真空自耗電弧熔煉，得到直徑550～650mm的tc10鈦合金圓柱狀鑄錠，合金相變點為945±10℃。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟二中，開坯鍛造為自由鍛，保溫溫度為1125～1175℃，總變形量為72～78％。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟三中，粗鍛為自由鍛，保溫溫度為1025～1075℃，總變形量為75～85％。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，優選的，所述步驟四中，精鍛溫度為975～1025℃，總變形量為45～55％，截成長...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡明，董利民，雷曉飛，張金虎，訾赟，張兆雄，李森，楊銳，
申請(專利權)人：中國科學院金屬研究所，
類型：發明
國別省市：
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