鈦合金無縫管的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種鈦合金無縫管的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國國民經(jīng)濟及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，鈦合金材料制備技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量得到 了大幅提高，帶動了鈦合金應(yīng)用領(lǐng)域的迅速擴展，近幾年來對高強鈦合金管材的需求越來 越多?，F(xiàn)有鈦合金無縫管一般采用熱乳或冷乳生產(chǎn)。
[0003] 專利103128102A公開了一種鈦合金油井管的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括：真空爐 兩次熔煉，多次鍛造扒皮成圓坯，經(jīng)環(huán)形爐加熱到970~1030°C，熱穿孔得到毛管，毛管經(jīng) 高壓水除鱗后進入五機架三輥連乳機，連乳延伸系數(shù)為2. 5~3,減徑率為15%~25%，制 得荒管；再將荒管進入定徑機組，定徑延伸系數(shù)為2~2. 2,減徑率為45 %~52%，得到外 徑88. 9mm的熱乳無縫管。再將熱乳無縫管進行熱處理，加熱到950~980°C保溫1~1. 5 小時得到成品。該方法采用熱連乳的方式進行鈦合金無縫管的制造，其鈦管成材率低，且因 內(nèi)外表面滲氣層的存在導(dǎo)致內(nèi)外表面質(zhì)量差、缺陷多，尤其是內(nèi)表面缺陷，難以去除，且乳 制后還需熱處理工藝才能得到成品。
[0004] 專利103722043A公開了一種鈦合金無縫管的生產(chǎn)方法及檢測方法，其生產(chǎn)方法 包括以下步驟：原材料的準備；加熱；鍛造；冷乳；冷拔；矯直；真空退火；成型。該方法能夠 生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，但其工序復(fù)雜，成本高，需要真空退火才能達到產(chǎn)品要求的性能。
[0005] 可見，現(xiàn)有的熱乳鈦管成材率低，且因內(nèi)外表面滲氣層的存在導(dǎo)致內(nèi)外表面質(zhì)量 差、缺陷多，尤其是內(nèi)表面缺陷，難以去除。冷乳鈦管工序復(fù)雜，成本高，產(chǎn)量低，且需真空退 火才能達到要求的性能。
[0006] 因此，亟需一種工藝簡單的高強度鈦合金無縫管的生產(chǎn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 【要解決的技術(shù)問題】
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種鈦合金無縫管的生產(chǎn)方法，以至少解決上述技術(shù)問題之 〇
[0009] 【技術(shù)方案】
[0010] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0011] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)鈦合金無縫管的方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟A :將鈦合金圓坯加熱至950~960°C，對加熱后的鈦合金圓坯進行穿孔，形成 荒管；
[0013] 步驟B :對所述荒管進行定徑，其中減徑率為20~25%，定徑后利用余熱帶溫矯 直，矯直后酸洗；
[0014] 步驟C :在860°C~890°C進行中頻推制并使變形量大于15% ;
[0015] 步驟D :對中頻推制得到的管體進行矯直，矯直后酸洗，得到鈦合金無縫管。
[0016] 作為一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟D中矯直的溫度為530~600°C。
[0017] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟B中定徑的溫度為860~880°C。
[0018] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述鈦合金圓坯由以下重量百分比的組份組成：鋁： 5. 7 ~6. 6 %、釩：3· 7 ~4. 3 %、鐵彡 0· 1 %、碳彡 0· 06 %、氧彡 0· 1 %、氮彡 0· 005 %、氫 < 0. 005%、剩余成分為鈦。
[0019] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟B和步驟D中酸洗所采用的酸洗液由以下 重量百分比的組份組成：氫氟酸4~4. 8%、硝酸8~15%、其余為水。
[0020] 作為另一種優(yōu)選的實施方式，所述步驟A具體采用斜乳穿孔。
[0021] 下面對本發(fā)明方法進行詳細說明。
[0022] 本發(fā)明步驟A對鈦合金圓坯進行加熱并穿孔，其中鈦合金圓坯的化學(xué)成分可以由 以下重量百分比的組份組成：鋁：5. 7~6. 6%、釩：3. 7~4. 3%、鐵彡0. 1 %、碳彡0. 06%、 氧< 0. 1 %、氮< 0. 005%、氫< 0. 005%、剩余成分為鈦。圓還在斜底式爐或環(huán)形爐中加 熱，加熱溫度為950~960°C，如果加熱溫度過低，由于鈦合金變形抗力隨著溫度的降低而 提高，從而容易導(dǎo)致穿孔機負荷過高或乳卡的情況，因而需要較高的加熱溫度以確保穿孔 過程的穩(wěn)定性；反之，如果加熱溫度過高，鈦合金圓坯的塑性會降低，再加上穿孔時鈦管內(nèi) 孔的溫升，容易產(chǎn)生鈦管內(nèi)表面缺陷。因此，綜合各種影響因素，選擇的圓管坯加熱溫度為 950~960°C。另外，本發(fā)明步驟A的穿孔具體為斜乳穿孔。
[0023] 穿孔后通過步驟B對荒管進行定徑，減徑率為20~25%，即將荒管的外徑控制為 成品外徑的75~80%。具體地，可以在860~880°C溫度范圍內(nèi)對荒管進行定徑。步驟B 在定徑后利用余熱帶溫矯直，矯直后可以空冷到室溫。矯直后酸洗，以洗去鈦管內(nèi)外表面的 氧化皮和滲氣層，其中酸洗液成分為：氫氟酸4~4. 8%，硝酸8~15%，其余為水。
[0024] 步驟C在860°C~890°C進行中頻推制，擴大鈦管外徑以達到成品外徑，減薄鈦管 壁厚以達到成品壁厚。使用中頻推制得到成品壁厚與熱斜乳或熱連乳相比，內(nèi)外表面缺陷 少；使用高溫中頻推制與冷拔相比不需要打頭、成材率高，且因變形溫度高，推制前不需要 退火，推制負荷低。而且，控制在860°C~890°C溫度范圍內(nèi)推制并使變形量大于15%可使 鈦合金管得到網(wǎng)籃組織，從而保證性能最佳。
[0025] 中頻推制后通過步驟D進行帶溫矯直。具體地，可以利用余熱立即在530~600°C 溫度范圍進行帶溫矯直因鈦合金彈性模量低，由于冷矯很難矯直，因此可以利用中頻推制 后的余溫帶溫矯直。矯直后酸洗，洗去鈦合金管內(nèi)外表面的氧化皮和滲氣層。其中酸洗液 成分為：氫氟酸4~4. 8%，硝酸8~15%，其余為水。酸洗后得到鈦合金無縫管成品。
[0026] 【有益效果】
[0027] 本發(fā)明提出的技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0028] (1)通過本發(fā)明方法得到的鈦合金無縫管，具有較好的力學(xué)性能，其屈服強度大于 862、小于1034MPa，抗張強度大于931MPa，強度性能達到API 5CT標準Q125鋼級要求。
[0029] (2)本發(fā)明方法在860°C~890°C高溫下中頻推制來得到滿足性能和尺寸要求的 鈦合金管，省去熱處理工序，達到提高鈦合金管強度、簡化工序的目的。
[0030] (3)采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的鈦合金管具有強度高，滲氣層薄，外徑、壁厚尺寸精度 高，內(nèi)外表面缺陷少，成材率高等優(yōu)點。
[0031] (4)本發(fā)明為鈦合金管的生產(chǎn)提供了一種新的選擇，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明的實施例一生產(chǎn)的鈦合金管基體金相組織圖（500X)。
【具體實施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，現(xiàn)對本發(fā)明的【具體實施方式】進行 清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，也 不是對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動前 提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0034] 實施例一
[0035] 生產(chǎn)規(guī)格為114. 3X7. 37 (外徑X壁厚，單位均為mm)的TC4鈦合金管，具體步驟 包括：
[0036] al、加工鈦合金圓還：鍛制機加工Φ 95mm鈦合金圓還；
[0037] bl、鈦合金圓還加熱：將Φ95ι?πι鈦合金圓還在斜底式爐中加熱，其中加熱溫度為 955°C、加熱時間120分鐘，通過該步驟將鈦合金圓坯加熱至950~960°C ;
[0038] cl、穿孔：對加熱后的圓坯進行斜乳穿孔，形成規(guī)格為98X8. 5的荒管；
[0039] dl、定徑：在860~880°C對荒管進行定徑，定徑為規(guī)格為89X8. 5的光管，定徑后 利用余熱帶溫矯直，矯直后酸洗，其中酸洗液成分為：氫氟酸4. 5%、硝酸14%、其余為水。