CN111496008A - 一种制备航天用高精度小口径ta2管材的方法 - Google Patents
一种制备航天用高精度小口径ta2管材的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111496008A CN111496008A CN202010383372.2A CN202010383372A CN111496008A CN 111496008 A CN111496008 A CN 111496008A CN 202010383372 A CN202010383372 A CN 202010383372A CN 111496008 A CN111496008 A CN 111496008A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- caliber
- blank
- precision small
- annealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,包括:一、对TA2棒材进行下料锯切,扒皮钻孔,得到空心管坯;二、对空心管坯进行热挤压;三、对热挤压后管坯进行表面处理;四、对表面处理后管坯进行退火处理;五、对退火后管坯进行多辊冷轧,直至轧到最终要求尺寸的TA2管材;六、对冷轧完成后的TA2管材进行成品退火处理;七、对成品退火后的TA2管材进行矫直切头,精整后得到高精度小口径TA2管材成品。采用本发明方法制备的高精度小口径TA2管材具有良好的综合性能,管材超声波探伤合格率高,内外表面光滑无缺陷,能够满足液体火箭发动机TA2管材的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于稀有金属TA2管材加工制造技术领域,具体涉及一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法。
背景技术
液体火箭发动机作为运载火箭重要的组成部件,对我国航天事业的发展具有重要的战略意义。发动机所用管材需要具备良好的综合性能及高的尺寸精度方可使用。TA2管材较镍基合金、不锈钢等具有高的比强度、低的金属密度、耐热性、耐蚀性能优良,适宜作为液体火箭发动机的小口径管材。发动机所需高精度小口径TA2管材尺寸规格在(Φ8~Φ6)mm×(0.8~1.5)mm,尺寸精度范围在(0~0.05)mm的较为普遍,管材内外表面不允许有裂纹、起皮、针孔等缺陷,超声波探伤要求人工标准缺陷宽度小于0.3mm,长度为3mm~5mm,探伤噪音不允许超过25%。
TA2管材传统加工方法一般通过坯料制备(斜轧穿孔或挤压)、轧制来获得,其中冷轧退火间总加工率在65%左右,中间退火温度为650℃。由于现所需的TA2管材尺寸规格小,精度要求高,传统冷轧退火间总加工率高,屈强比较大,中间退火温度低,导致材料塑性差,延伸率一般在15%~18%,在后续不断的轧制过程中易造成管材加工硬化,内应力得不到完全消除,因而在多道次轧制后管材内部存在较多肉眼无法观察到的微小裂纹,且表面伴随有划痕、起皮、针孔等缺陷,严重时会导致管材开裂。由于管材表面质量差,进而造成了TA2管材在超声波探伤过程中检测结果不合格,探伤噪音超过了40%,管材废品率高达90%以上。因此采用传统工艺制备的TA2管材无法作为液体火箭发动机管材使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种切实可行、性能稳定,产品超声波探伤合格率高的制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,该方法能够生产出满足性能要求,适用于液体火箭发动机的高精度高性能小口径TA2管材。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将TA2棒材进行下料锯切,得到棒坯,将棒坯扒皮钻孔得到空心管坯;
步骤二、将步骤一中所述空心管坯热挤压至Φ(22±0.2)mm×(4.5±0.2)mm,热挤压的加热温度为730℃~770℃;
步骤三、对步骤二中热挤压后的管坯进行表面处理,去除表面氧化皮和残留挤压包套,得到尺寸为Φ(20±0.15)mm×(3.0±0.15)mm的挤压管坯;
步骤四、对步骤三中所述挤压管坯进行退火处理,退火处理的温度为740℃~760℃;
步骤五、对步骤四中退火处理后的挤压管坯进行多辊冷轧,按照冷轧总加工率85%~90%,退火间总加工率35%~40%,道次加工率16%~25%的要求进行多道次冷轧,直至轧到最终要求尺寸的TA2管材;
步骤六、对步骤五中所述TA2管材进行成品退火,成品退火的温度670℃~690℃,保温时间为1h;
步骤七、对步骤六中成品退火后的TA2管材进行矫直切头处理,矫直切头处理后的管材直线度≤3mm/m,头部平齐无毛刺,精整后得到高精度小口径TA2管材成品;所述高精度小口径是指口径不大于8mm,尺寸精度0~0.05mm。
上述的一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,步骤二中热挤压的挤压筒Φ65mm,挤压模Φ22±0.2mm,挤压针13±0.2mm,挤压速度为80mm/s~100mm/s。
上述的一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,步骤五的轧制过程中根据退火间总加工率要求进行中间退火处理,中间退火处理的温度为740℃~760℃,保温时间为1h。
上述的一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,还包括对步骤七精整后得到的高精度小口径TA2管材成品进行成品检验,最终获得性能合格的高精度小口径的TA2管材;所述成品检验包括外观、尺寸、性能检测、超声波探伤和水压测试。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明通过热挤压制备管坯,管坯受力为三向压应力,在730℃~770℃温度下挤压,管坯发生动态再结晶,材料组织更加细小均匀,综合性能较好。
2、TA2管材室温下为密排六方结构,热加工晶体滑移系多,产品综合性能好,但随着冷轧总加工率的提高,屈强比增大,导致材料塑性降低,易产生微裂纹。本发明通过多辊冷轧,并降低冷轧加工率,控制冷轧总加工率在85%~90%,退火间总加工率为35%~40%,道次加工率为16%~25%,能够有效减少管材内外表面微裂纹、凹坑、针孔等缺陷的产生。通过提高中间退火温度,提高材料塑性,延伸率提高至23%~28%,也进一步避免了管材在轧制过程中的开裂和缺陷的产生。
3、采用本发明方法制备的小口径TA2管材尺寸精度高,材料性能满足要求,管材内外表面光滑无缺陷,管材超声波探伤合格率高,探伤噪音不超过10%,进而也消除了TA2管材后期使用过程中存在的风险,满足航天用高精度小口径TA2管材的尺寸精度及性能要求。
综上所述,本发明通过控制挤压规格与冷轧加工率的配合,控制冷轧总加工率在85%~90%,退火间总加工率为35%~40%,道次加工率为16%~25%,并提高退火温度至740℃~760℃,既保证了TA2管材良好的综合性能和尺寸要求,又提高了TA2管材超声波探伤合格率,产品质量进一步稳定,能够满足液体火箭发动机管材使用条件。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
步骤二、将步骤一中的空心管坯进行热挤压,挤压筒Φ65mm,挤压模Φ22±0.2mm,挤压针13±0.2mm,挤压速度90mm/s,坯锭加热温度750℃,挤压后将管坯余热矫直至水平面顺畅滚动,管坯挤压后规格Φ22±0.2×4.5±0.2mm;
步骤三、对步骤二中挤压后的管坯进行表面处理,去除表面氧化皮和残留挤压包套,得到尺寸为Φ20±0.15×3.0±0.15mm的挤压管坯;
步骤四、对步骤三中挤压管坯进行退火处理,退火处理的温度为750℃,保温时间为1h;
步骤五、对步骤四中退火后的管坯进行多辊冷轧,按照冷轧总加工率85%~90%,退火间总加工率35%~40%,道次加工率16%~25%的要求进行多道次冷轧,得到的TA2管材;具体冷轧工艺为: 在轧制过程中需根据退火间总加工率进行中间退火处理,中间退火温度为740℃,保温时间为1h,进行中间退火处理的管材需通过除油酸洗保证管材干净无污;
步骤七、对步骤六中成品退火后的TA2管材进行矫直切头处理,管材直线度≤3mm/m,头部平齐无毛刺,精整后得到高精度小口径TA2管材成品;
步骤八、对步骤七精整后的管材进行成品检验,主要进行外观、尺寸、性能检测、水压测试、超声波探伤等,最终获得综合性能优良,管材探伤噪音低于10%,成品率超过95%,材料表面质量高的高精度小口径TA2管材。
实施例2
步骤二、将步骤一中的空心管坯进行热挤压,挤压筒Φ65mm,挤压模Φ22±0.2mm,挤压针13±0.2mm,挤压速度80mm/s,坯锭加热温度730℃,挤压后将管坯余热矫直至水平面顺畅滚动,管坯挤压后规格Φ22±0.2×4.5±0.2mm;
步骤三、对步骤二中挤压后的管坯进行表面处理,去除表面氧化皮和残留挤压包套,得到尺寸为Φ20±0.15×3.0±0.15mm的挤压管坯;
步骤四、对步骤三中挤压管坯进行退火处理,退火处理的温度为740℃,保温时间为1h;
步骤五、对步骤四中退火后的管坯进行多辊冷轧,按照冷轧总加工率85%~90%,退火间总加工率35%~40%,道次加工率16%~25%的要求进行多道次冷轧,得到的TA2管材;具体冷轧工艺: 在轧制过程中需根据退火间总加工率进行中间退火处理,中间退火温度为750℃,保温时间1h,进行中间退火处理的管材需通过除油酸洗保证管材干净无污;
步骤七、对步骤六中成品退火后的TA2管材进行矫直切头处理,管材直线度≤3mm/m,头部平齐无毛刺,精整后得到高精度小口径TA2管材成品;
步骤八、对步骤七精整后的管材进行成品检验,主要进行外观、尺寸、性能检测、水压测试、超声波探伤等,最终获得综合性能优良,管材探伤噪音低于10%,成品率超过90%,材料表面质量高的高精度小口径TA2管材。
实施例3
步骤二、将步骤一中的空心管坯进行热挤压,挤压筒Φ65mm,挤压模Φ22±0.2mm,挤压针13±0.2mm,挤压速度100mm/s,坯锭加热温度770℃,挤压后将管坯余热矫直至水平面顺畅滚动,管坯挤压后规格Φ22±0.2×4.5±0.2mm;
步骤三、对步骤二中挤压后的管坯进行表面处理,去除表面氧化皮和残留挤压包套,得到尺寸为Φ20±0.15×3.0±0.15mm的挤压管坯;
步骤四、对步骤三中挤压管坯进行退火处理,退火处理的温度为760℃,保温时间为1h;
步骤五、对步骤四中退火后的管坯进行多辊冷轧,按照冷轧总加工率85%~90%,退火间总加工率35%~40%,道次加工率16%~25%的要求进行多道次冷轧,得到的TA2管材;具体冷轧工艺: 在轧制过程中需根据退火间总加工率进行中间退火处理,中间退火温度为760℃,保温时间1h,进行中间退火处理的管材需通过除油酸洗保证管材干净无污;
步骤七、对步骤六中成品退火后的TA2管材进行矫直切头处理,管材直线度≤3mm/m,头部平齐无毛刺,精整后得到高精度小口径TA2管材成品;
步骤八、对步骤七精整后的管材进行成品检验,主要进行外观、尺寸、性能检测、水压测试、超声波探伤等,最终获得综合性能优良,管材探伤噪音低于10%,成品率超过90%,材料表面质量高的高精度小口径TA2管材。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将TA2棒材进行下料锯切,得到棒坯,将棒坯扒皮钻孔得到空心管坯;
步骤二、将步骤一中所述空心管坯热挤压至Φ(22±0.2)mm×(4.5±0.2)mm,热挤压的加热温度为730℃~770℃;
步骤三、对步骤二中热挤压后的管坯进行表面处理,去除表面氧化皮和残留挤压包套,得到尺寸为Φ(20±0.15)mm×(3.0±0.15)mm的挤压管坯;
步骤四、对步骤三中所述挤压管坯进行退火处理,退火处理的温度为740℃~760℃;
步骤五、对步骤四中退火处理后的挤压管坯进行多辊冷轧,按照冷轧总加工率85%~90%,退火间总加工率35%~40%,道次加工率16%~25%的要求进行多道次冷轧,直至轧到最终要求尺寸的TA2管材;
步骤六、对步骤五中所述TA2管材进行成品退火,成品退火的温度670℃~690℃,保温时间为1h;
步骤七、对步骤六中成品退火后的TA2管材进行矫直切头处理,矫直切头处理后的管材直线度≤3mm/m,头部平齐无毛刺,精整后得到高精度小口径TA2管材成品;所述高精度小口径是指口径不大于8mm,尺寸精度0~0.05mm。
2.根据权利要求1所述的一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,步骤二中热挤压的挤压筒Φ65mm,挤压模Φ22±0.2mm,挤压针13±0.2mm,挤压速度为80mm/s~100mm/s。
3.根据权利要求1所述的一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,步骤五的轧制过程中根据退火间总加工率要求进行中间退火处理,中间退火处理的温度为740℃~760℃,保温时间为1h。
4.根据权利要求1所述的一种制备航天用高精度小口径TA2管材的方法,其特征在于,还包括对步骤七精整后得到的高精度小口径TA2管材成品进行成品检验,最终获得性能合格的高精度小口径的TA2管材;所述成品检验包括外观、尺寸、性能检测、超声波探伤和水压测试。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010383372.2A CN111496008B (zh) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | 一种制备航天用高精度小口径ta2管材的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010383372.2A CN111496008B (zh) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | 一种制备航天用高精度小口径ta2管材的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111496008A true CN111496008A (zh) | 2020-08-07 |
CN111496008B CN111496008B (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=71865186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010383372.2A Active CN111496008B (zh) | 2020-05-08 | 2020-05-08 | 一种制备航天用高精度小口径ta2管材的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111496008B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112845658A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-28 | 太原科技大学 | 一种uns n08825小口径精密无缝管的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101708511A (zh) * | 2007-12-13 | 2010-05-19 | 攀钢集团四川长城特殊钢有限责任公司 | 纯钛无缝管的制造方法 |
CN101934302A (zh) * | 2010-08-11 | 2011-01-05 | 西部钛业有限责任公司 | 一种飞机发动机用无缝钛合金管材的制备方法 |
CN105344731A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-24 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种tc11钛合金无缝管及其制备方法 |
CN107442597A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-12-08 | 深圳市远思达成科技有限公司 | 一种医用钛合金小直径厚壁管的制备工艺 |
CN110899335A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-24 | 西北工业大学 | 一种小口径海洋用钛合金无缝管的短流程制造方法 |
-
2020
- 2020-05-08 CN CN202010383372.2A patent/CN111496008B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101708511A (zh) * | 2007-12-13 | 2010-05-19 | 攀钢集团四川长城特殊钢有限责任公司 | 纯钛无缝管的制造方法 |
CN101934302A (zh) * | 2010-08-11 | 2011-01-05 | 西部钛业有限责任公司 | 一种飞机发动机用无缝钛合金管材的制备方法 |
CN105344731A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-24 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 一种tc11钛合金无缝管及其制备方法 |
CN107442597A (zh) * | 2017-07-01 | 2017-12-08 | 深圳市远思达成科技有限公司 | 一种医用钛合金小直径厚壁管的制备工艺 |
CN110899335A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-03-24 | 西北工业大学 | 一种小口径海洋用钛合金无缝管的短流程制造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112845658A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-28 | 太原科技大学 | 一种uns n08825小口径精密无缝管的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111496008B (zh) | 2022-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112605123B (zh) | 一种海洋工程用低成本高强韧钛合金管材的制备方法 | |
CN112708790B (zh) | 一种锆或锆合金挤压轧制薄壁型材的制备方法 | |
CN111530962B (zh) | 用于小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法 | |
CN104889194A (zh) | 一种大直径细晶防锈铝合金薄壁管材的制备方法 | |
CN112453104A (zh) | 一种大口径薄壁Ti35钛合金无缝管材及其制备方法 | |
CN110899335A (zh) | 一种小口径海洋用钛合金无缝管的短流程制造方法 | |
CN111496008B (zh) | 一种制备航天用高精度小口径ta2管材的方法 | |
CN112317551A (zh) | L80~13Cr马氏体不锈钢无缝钢管成型的方法 | |
CN112756909A (zh) | 一种大口径Ti35钛合金管材的制备方法 | |
CN115647106A (zh) | 一种小口径厚壁钛合金无缝管的生产方法 | |
CN111889535B (zh) | 一种锆合金棒材制备方法 | |
CN105080971B (zh) | 制备钛合金无缝管的方法 | |
CN108145386A (zh) | 一种lf2航空用导管的优化制备方法 | |
EP0985738A1 (en) | Method for producing tubing products based on zircon alloys | |
CN113414247A (zh) | 一种锆及锆合金大规格薄壁管材的制备方法 | |
CN107937846A (zh) | 一种弯曲性能好的铝合金导管的制备方法 | |
CN114193097B (zh) | 一种提高钛合金超长无缝管材超声波探伤合格率的加工方法 | |
CN110972521B (zh) | 一种近α型低温钛合金管材的制备方法 | |
RU2294247C2 (ru) | Способ производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности из сплавов на основе титана | |
CN114700387B (zh) | 一种高强钛合金冷轧管材的制备方法 | |
CN110814249A (zh) | 一种不锈钢长管类锻件的成形方法 | |
CN117867308B (zh) | 一种高强度ta18无缝钛合金及其大口径薄管的生产方法 | |
CN114535343B (zh) | 钛纤维制备方法 | |
RU2110600C1 (ru) | Способ получения изделий из циркониевых сплавов | |
CN115625226B (zh) | 6xxx系铝合金管材及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |