本發(fā)明涉及金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦合金成型件的制備方法和一種鈦合金薄壁型材的制備方法。

背景技術(shù)  

L型材、U型材以及方矩管型材由于可以在保證型材強(qiáng)度的前提下有效降低型材的重量而被廣泛應(yīng)用。目前，生產(chǎn)碳鋼和鋁型材的設(shè)備及技術(shù)已經(jīng)比較成熟。其中，L型材和U型材的生產(chǎn)模式通常為將帶卷在輥彎設(shè)備上進(jìn)行拆卷、輥彎成型、熱處理、切割，之后得到相應(yīng)的產(chǎn)品。方矩管的生產(chǎn)模式有兩種，一種是采用帶卷在輥彎設(shè)備上進(jìn)行拆卷、輥彎成型、焊接、清理焊縫、熱處理、切割，得到方矩管；另一種方式是將圓管直接成型方管。但上述生產(chǎn)模式均不需要進(jìn)行加熱，均為冷加工成型過(guò)程。

近年來(lái)，為了達(dá)到減重的目的，新一代空降、兩棲、無(wú)人等輕型裝甲車(chē)輛等對(duì)鈦及鈦合金L型材、U型材及方矩管有迫切地需求。但是，鈦合金屈服強(qiáng)度高、冷加工抗力大，在加工成型過(guò)程中容易開(kāi)裂。如果利用現(xiàn)有的生產(chǎn)碳鋼型材和鋁型材的成型設(shè)備生產(chǎn)鈦合金型材，會(huì)導(dǎo)致型材彎角處嚴(yán)重開(kāi)裂。

目前，生產(chǎn)鈦合金薄壁L型材和U型材的方法主要是板材折彎法，具體為：將板材在大氣爐內(nèi)進(jìn)行加熱后，在壓機(jī)上借助于模具進(jìn)行折彎成型。這種方法存在的問(wèn)題是：1)加熱時(shí)間長(zhǎng)，板材表面嚴(yán)重氧化，給表面處理帶來(lái)麻煩；2)加熱后的板材在成型過(guò)程中接觸到冷的模具會(huì)使板材溫度急劇下降，從而導(dǎo)致成型時(shí)的溫度偏低，型材會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象；3)型材的尺寸精度(寬度、高度及R角)、直線度很差。而生產(chǎn)鈦合金薄壁方矩管的方法主要為板材折彎+焊接法、模具拉拔法、熱軋等。其中，板材折彎+焊接的方法雖可以制備鈦合金方矩管，但由于焊縫的存在，使管材的壽命大打折扣。模具拉拔法由于鈦合金變形抗力大，很難通過(guò)較大變形量的拉拔進(jìn)行成型，通常需要多道次的拉拔成型，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，而且拉拔過(guò)程需要加熱，會(huì)導(dǎo)致鈦合金與模具之間容易產(chǎn)生粘接，管材成材率低。中國(guó)專(zhuān)利CN105903766A公開(kāi)了采用熱軋直接制備鈦合金方矩管，但是方矩管尺寸精度差；中國(guó)專(zhuān)利CN110369548A公開(kāi)了采用圓形鈦合金管材為坯料，對(duì)圓管進(jìn)行加熱后再進(jìn)行圓管變方管的成型，圓管變方管前的加熱導(dǎo)致鈦合金內(nèi)外表面嚴(yán)重氧化，后續(xù)采用拋光處理時(shí)，方形的拋光頭無(wú)法在方矩管內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，圓形的拋光頭無(wú)法將方矩管內(nèi)表面的氧化皮完全去除的問(wèn)題。而且，加熱后的管材會(huì)對(duì)成型輥造成熱損傷。

綜上所述，目前的方法在制備鈦合金薄壁型材時(shí)均存在成型性差、加工難度大、表面處理困難的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容  

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鈦合金成型件的制備方法和一種鈦合金薄壁型材的制備方法。本發(fā)明提供的方法在制備鈦合金成型件時(shí)可以提高鈦合金薄壁型材的成形性，并降低其加工難度和表面處理難度。

本發(fā)明提供了一種鈦合金成型件的制備方法，包括以下步驟：將鈦合金坯料進(jìn)行多架次輥彎成型，得到成型件，所述多架次輥彎成型的過(guò)程中進(jìn)行加熱；所述輥彎成型的架次為7～13架次；所述加熱包括：當(dāng)成型架次為偶數(shù)N時(shí)，則從成型架次的第(N/2)架次開(kāi)始，每個(gè)架次成型后進(jìn)行加熱；當(dāng)成型架次數(shù)為奇數(shù)M時(shí)，則從成型架次的第(M+1)/2架次開(kāi)始，每個(gè)架次成型后進(jìn)行加熱。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置合適的成型架次，可以有效緩解鈦合金坯料成型過(guò)程中的變形程度，防止鈦合金坯料因劇烈變形而產(chǎn)生開(kāi)裂。本發(fā)明還在成型設(shè)備的中后段各架次之后進(jìn)行加熱，在中后段大變形時(shí)對(duì)鈦合金坯料進(jìn)行加熱，降低了鈦合金的加工難度，進(jìn)一步防止鈦合金坯料在成型過(guò)程中開(kāi)裂，提高了成型件的尺寸精度和成品率，同時(shí)由于僅在成型過(guò)程的中后段設(shè)置加熱裝置，無(wú)需在坯料在進(jìn)入成型設(shè)備前進(jìn)行高溫加熱，減少了高溫坯料對(duì)成型設(shè)備中所有輸送部件的熱損傷，有利于提高成型設(shè)備的壽命。

本發(fā)明還提供了一種鈦合金薄壁型材的制備方法，該制備方法將上述技術(shù)方案中的成型件進(jìn)行熱處理、定型、矯直和表面處理，可以用于制備壁厚≤6mm的薄壁型材。