技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種tc4鈦合金油井管的制造工藝。
背景技術(shù)：
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目前，國(guó)內(nèi)油井管所用的材料多數(shù)為鎳基合金，隨著對(duì)油氣資源需求的不斷高漲，加強(qiáng)了對(duì)超深、高溫、高壓、高腐蝕環(huán)境等極端苛刻油氣田的勘探開發(fā)力度，油氣生產(chǎn)對(duì)油井管管材的性能有了更高的要求，尤其是抗腐蝕性能。鎳基合金已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)現(xiàn)狀的需求，而鈦合金憑借著優(yōu)良的性能，如低密度、高的比強(qiáng)度、耐蝕性好、低溫性能好等受到了廣泛的關(guān)注。
在國(guó)內(nèi)，鈦合金無縫管的研究已經(jīng)非常成熟，但是只有少數(shù)的鋼管制造商對(duì)鈦合金在油井管應(yīng)用方面進(jìn)行展開研究。2013年1月16日公布的公布號(hào)為cn102876922a的發(fā)明專利，專利名稱為高強(qiáng)高韌耐腐蝕環(huán)境的鈦合金油井管及其制造方法，該發(fā)明的制造方法為冶煉-穿孔-退火-冷軋-退火處理，這種制造方法及其工藝參數(shù)只是針對(duì)該發(fā)明的鈦合金成分的研究，對(duì)于其他化學(xué)成分的鈦合金油井管沒有實(shí)用價(jià)值。2013年10月9日公布的公布號(hào)為cn103341491a的發(fā)明專利，專利名稱為一種鈦合金中厚壁油井管的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括冶煉、加熱穿孔、冷軋、減徑和退火處理幾個(gè)步驟，該發(fā)明加熱穿孔后直接進(jìn)行冷軋，使得鋼管內(nèi)表面由于加熱穿孔過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力在冷軋的作用下產(chǎn)生微裂紋。2014年7月23日公布的公布號(hào)為cn103934269a的發(fā)明專利，專利名稱為一種tc4鈦合金無縫管及其生產(chǎn)方法，該專利的生產(chǎn)方法為加熱、定心、穿孔、斜軋、定徑、空冷，整個(gè)生產(chǎn)過程對(duì)管體進(jìn)行連續(xù)加熱，生產(chǎn)成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種tc4鈦合金油井管的制造工藝，該制造工藝，不僅可以得到不同規(guī)格尺寸的油井管，而且所得油井管的表面質(zhì)量好，節(jié)約成本。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種tc4鈦合金油井管的制造工藝，其具體步驟為：
步驟一：熔煉和鍛造
按照tc4鈦合金各個(gè)化學(xué)成分的重量百分比：al：5.5～6.8、v：3.5～4.5、 fe≤0.3、c≤0.10、n≤0.05、o≤0.20、h≤0.015、ti余量，進(jìn)行原料配比，采用真空自耗電弧熔煉爐進(jìn)行熔煉，熔煉的次數(shù)為3次，熔煉后經(jīng)鍛造制成φ150～φ200mm的棒坯；
步驟二：穿孔
穿孔前采用中頻感應(yīng)爐對(duì)棒坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為960～1050℃；加熱完后采用斜軋穿孔制成(φ152～φ203)×(13～19)mm的毛管；
步驟三：熱處理和軋制
軋制前對(duì)毛管進(jìn)行真空退火處理，退火工藝為：在800～870℃保溫30min～1h；退火后采用三輥軋制機(jī)對(duì)毛管進(jìn)行3～4道次軋制，道次之間采用上述退火工藝進(jìn)行退火，最后得到(φ130.7～φ170.5)×(9.2～12.34)mm的荒管；
步驟四：熱張力減徑
將軋制后得到的荒管經(jīng)中頻感應(yīng)爐加熱到800～900℃，以0.3～1.0m/s的速度進(jìn)入24架減徑機(jī)進(jìn)行熱張力減徑，得到管徑為73～90mm，厚度為5.5～7.5mm的成品管；
步驟五：熱處理
最后對(duì)成品管進(jìn)行熱處理，在850～920℃保溫1h爐冷至550℃后空冷至室溫。
上述穿孔后毛管的徑壁比為10～12，軋制后荒管的減徑率為14～16％，熱張力減徑后得到成品管的減徑率為44～47％。
本發(fā)明的有益效果：
1、采用真空自耗電弧熔煉爐進(jìn)行熔煉，有效消除了合金成分中的h雜質(zhì)。
2、軋制前對(duì)毛管進(jìn)行退火處理，可以消除毛管由于斜軋穿孔造成的殘余應(yīng)力，防止在軋制時(shí)產(chǎn)生微裂紋。
3、采用本發(fā)明的工藝過程，不僅可以得到不同規(guī)格尺寸的油井管，而且所得油井管的表面質(zhì)量好，無起皮、裂紋等缺陷，節(jié)約成本。
具體實(shí)施方式：
本發(fā)明按照tc4鈦合金各個(gè)化學(xué)成分的重量百分比：al：5.5～6.8、v：3.5～4.5、fe≤0.3、c≤0.10、n≤0.05、o≤0.20、h≤0.015、ti余量，進(jìn)行原料配比來說明本發(fā)明的實(shí)施過程
實(shí)施例1：
1)按照tc4鈦合金各個(gè)化學(xué)成分的重量百分比進(jìn)行原料配比，采用真空自 耗電弧熔煉爐進(jìn)行熔煉，熔煉3次數(shù)后進(jìn)行鍛造，制成φ150的棒坯。
2)采用中頻感應(yīng)爐對(duì)棒坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為990℃，加熱時(shí)間為5min；加熱完后采用斜軋穿孔機(jī)制成φ152×13mm的毛管，徑壁比為11.6；
3)對(duì)毛管進(jìn)行退火處理，退火工藝為：840℃保溫1h；退火后采用三輥軋制機(jī)對(duì)毛管進(jìn)行3道次軋制，道次之間在840℃保溫1h進(jìn)行真空退火，得到φ130.7×9.2mm的荒管，軋制后得到荒管的減徑率為14％。
4)將軋制后得到的荒管經(jīng)中頻感應(yīng)爐加熱到850℃后，以0.3～1.0m/s的速度進(jìn)入24架減徑機(jī)進(jìn)行熱張力減徑，得到管徑為73.02mm，厚度為5.51mm的成品管；減徑率為44％。
5)最后對(duì)成品管進(jìn)行熱處理，在860℃保溫40min爐冷至550℃后空冷至室溫。
實(shí)施例2：
1)按照tc4鈦合金各個(gè)化學(xué)成分的重量百分比進(jìn)行原料配比，采用真空自耗電弧熔煉爐進(jìn)行熔煉，熔煉3次數(shù)后進(jìn)行鍛造制成φ200的棒坯。
2)采用中頻感應(yīng)爐對(duì)棒坯進(jìn)行加熱，加熱溫度為1000℃，加熱時(shí)間為10min；加熱完后采用斜軋穿孔機(jī)制成φ203×19mm的毛管，徑壁比為10.68。
3)對(duì)毛管進(jìn)行真空退火處理，退火工藝為：860℃保溫40min；熱處理后采用圓形三輥軋制機(jī)對(duì)管坯進(jìn)行4次軋制，道次之間在860℃保溫40min進(jìn)行真空退火，得到φ170.5×12.34mm的荒管，軋制后得到荒管的減徑率為16％。
4)將軋制后得到的荒管經(jīng)中頻感應(yīng)爐加熱到900℃后，以0.3～1.0m/s的速度進(jìn)入24架減徑機(jī)進(jìn)行熱張力減徑，得到管徑為88.9mm，厚度為7.34mm的成品管；減徑率為47％。
5)最后對(duì)成品管進(jìn)行熱處理，在870℃保溫30min爐冷至550℃后空冷至室溫。
上述實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。