改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010181253.9 (22)申请日 2020.03.16 (71)申请人 宁夏中色金航钛业有限公司 地址 753000 宁夏回族自治区石嘴山市大 武口区冶金路119号 (72)发明人 沈立华刘彦昌朱宝辉胡革全 王培军袁红军韩伟松李永林 李风光李守平李培强 (74)专利代理机构 宁夏合天律师事务所 64103 代理人 孙彦虎 (51)Int.Cl. C22F 1/18(2006.01) (54)发明名称 改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加 工方法 (57)摘要 一。

2、种改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性 的加工方法， 本发明采用的生产NbTi160 240mm棒材通过采用开坯足够变形量， 为后续均 匀化热处理提供更多的畸变能， 提高原子扩散能 力， 促使均匀化热处理更加充分效果更好。 均匀 化热处理后采用两次径向锻造， 保证棒材两端变 形均匀一致， 同时在两次径向锻造中间采用一火 次轴向镦拔锻造， 提高棒材组织均匀性。 镦拔过 程结束后， 棒材从大截面坯料开始向小截面坯料 变形的整个拔长过程， 坯料拔长过程使坯料横截 面始终处于圆形的变形过程， 保证横截面变形均 匀。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 111411315 A 2020.07.。

3、14 CN 111411315 A 1.一种改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法， 其特征在于： 该Nb-Ti合金 棒材组织均匀性的加工方法包括以下步骤， （1） 棒坯制备： a.开坯锻造： 将NbTi铸锭加热至11501250， 进行2火次镦拔锻造， 并 保证每火次变形量大于85%， 使原始铸态组织得到充分破碎， 得到均匀的 晶粒； b.高温均匀化热处理： 将步骤a中经过开坯锻造后的坯料在11001300的条件下保 温20h， 进行均匀化热处理， 使棒坯内的金属原子剧烈运动， 从而使金属原子分布的更加均 匀紧密； （2） 中间坯料锻造： 将步骤b中高温均匀化热处理后的坯料在950。

4、1100的温度条件 下再进行34火次锻造， 每火次变形量大于75%； （3） 成品锻造： 将步骤 （2） 中经过锻造后的中间锻坯在9001000进行23火次拔长 锻造， 每火次变形量2540%， 锻后均采用空冷处理； （4） 热矫直： 将步骤 （3） 中经过成品锻造后的坯料在800900的条件下保温1.52h； （5） 表面处理： 将步骤 （4） 中经过热矫直处理后的坯料先进行机械加工去除外层氧化 皮， 在进行表面抛光的方式， 抛磨去除0.050.1mm； （6） 光亮化处理： 将步骤 （5） 中经过抛光处理后的坯料采用酸洗、 水洗和烘干处理， 最终 得到成品。 2.根据权利要求1所述的改善大。

5、规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法， 其特征在 于： 所述步骤 （1） 中开坯锻造过程中， 第一火次镦拔锻造的温度为11501250， 压下量80 100mm， 第二火次镦拔锻造的温度为11301200， 压下量80100mm。 3.根据权利要求1所述的改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法， 其特征在 于： 所述步骤 （3） 中中间坯料锻造过程中， 每进行两火次径向锻造后， 并在两火次径向锻造 中间进行一火次轴向镦拔。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111411315 A 2 改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法 技术领域 0001 本发明涉及合金棒材加工技。

6、术领域， 尤其涉及一种改善大规格Nb-Ti合金棒材组 织均匀性的加工方法。 背景技术 0002 Nb-Ti超导合金中的钛含量在4465% （wt） ， 该合金不仅具有良好的室温、 高温力 学性能和耐蚀性能， 而且具有优异的冷热加工性能、 成形性和焊接性能。 而本专利主要研究 的的Nb-Ti超导合金铌含量在4554% （wt/%） ， 主要用于超导核磁共振 （MRI） 系统、 核磁共振 扫描仪(NMR)、 超导腔领域， 所以对外径规格为160240mmNbTi棒材晶粒尺寸均匀性具有 较高的要求， 以保证后期成品丝材加工变形的均匀性、 质量稳定性。 0003 国内能做Nb-Ti材料的厂家极少， 目。

7、前在材料的化学成分、 性能控制等方面具备了 相对比较成熟的技术， 并具有一定的生产能力。 为改善材料的性能， 传统工艺采用常规镦拔 （单一轴向镦拔） 、 加大变形量等锻造方式加工棒材， 极易造成心部过热或心部锻不透， 使心 部晶粒尺寸过大， 造成心部、 边部晶粒尺寸偏差过大、 棒材两端晶粒度差别大等问题。 发明内容 0004 有鉴于此， 有必要提供一种改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法。 0005 一种改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法， 该Nb-Ti合金棒材组织均 匀性的加工方法包括以下步骤， （1） 棒坯制备： a.开坯锻造： 将NbTi铸锭加热至1150125。

8、0， 进行2火次镦拔锻造， 并 保证每火次变形量大于85%， 使原始铸态组织得到充分破碎， 得到均匀的 晶粒； b.高温均匀化热处理： 将步骤a中经过开坯锻造后的坯料在11001300的条件下保 温20h， 进行均匀化热处理， 使棒坯内的金属原子剧烈运动， 从而使金属原子分布的更加均 匀紧密； （2） 中间坯料锻造： 将步骤b中高温均匀化热处理后的坯料在9501100的温度条件 下再进行34火次锻造， 每火次变形量大于75%； （3） 成品锻造： 将步骤 （2） 中经过锻造后的中间锻坯在9001000进行23火次拔长 锻造， 每火次变形量2540%， 锻后均采用空冷处理； （4） 热矫直： 将。

9、步骤 （3） 中经过成品锻造后的坯料在800900的条件下保温1.52h； （5） 表面处理： 将步骤 （4） 中经过热矫直处理后的坯料先进行机械加工去除外层氧化 皮， 在进行表面抛光的方式， 抛磨去除0.050.1mm； （6） 光亮化处理： 将步骤 （5） 中经过抛光处理后的坯料采用酸洗、 水洗和烘干处理， 最终 得到成品。 0006 本发明采用上述技术方案， 其有益效果在于： 本发明采用的生产NbTi160 240mm棒材通过采用开坯足够变量， 为后续均匀化热处理提供更多的畸变能， 提高原子扩散 能力， 促使均匀化热处理更加充分效果更好。 均匀化热处理后采用两次径向锻造， 保证棒材 说明。

10、书 1/4 页 3 CN 111411315 A 3 两端变形均匀一致， 同时在两次径向锻造中间采用一火次轴向镦拔锻造， 提高棒材组织均 匀性。 0007 镦拔过程结束后， 棒材从大截面坯料开始向小截面坯料变形的整个拔长过程， 坯 料拔长过程使坯料横截面始终处于圆形的变形过程， 保证横截面变形均匀。 附图说明 0008 图1为实施本发明后金属材质内部组织的结构示意图。 0009 图2为实施本发明后金属材质内部组织的结构示意图。 具体实施方式 0010 请参看图1至图2， 本发明实施例提供了一种改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀 性的加工方法， 该Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法包括以下。

11、步骤， （1） 棒坯制备： a.开坯锻造： 将NbTi铸锭加热至11501250， 进行2火次镦拔锻造， 并 保证每火次变形量大于85%， 使原始铸态组织得到充分破碎， 得到均匀的 晶粒； 开坯锻造过 程中， 第一火次镦拔锻造的温度为1180， 压下量90mm， 第二火次镦拔锻造的温度为1155 ， 压下量90mm； b.高温均匀化热处理： 将步骤a中经过开坯锻造后的坯料在11001300的条件下保 温20h， 进行均匀化热处理， 使棒坯内的金属原子剧烈运动， 从而使金属原子分布的更加均 匀紧密； （2） 中间坯料锻造： 将步骤b中高温均匀化热处理后的坯料在9501100的温度条件 下再进行3。

12、4火次锻造， 每火次变形量大于75%， 每进行两火次径向锻造后， 并在两火次径 向锻造中间进行一火次轴向镦拔， 通过这种锻造方式， 可以保证棒坯头尾、 横截面变形均匀 一致， 内部金属组织更加均匀紧密， 解决了目前采用的锻造方式会出现锻造死区， 坯料变形 不均匀， 内部金属组织不均匀的问题； 在锻造过程中， 12火次的锻造温度保持在1075， 3 火次的锻造温度保持在1025， 4火次的锻造温度保持在975； （3） 成品锻造： 将步骤 （2） 中经过锻造后的中间锻坯在9001000进行23火次拔长 锻造， 每火次变形量2540%， 锻后均采用空冷处理； 在锻造过程中， 12火次的锻造温度保 。

13、持在975， 3火次的锻造温度保持在925； 在坯料拔长过程中可以使坯料横截面始终处于 圆形的锻造过程， 保证整个横截面均匀变形； （4） 热矫直： 将步骤 （3） 中经过成品锻造后的坯料在800900的条件下保温1.52h； （5） 表面处理： 将步骤 （4） 中经过热矫直处理后的坯料先进行机械加工去除外层氧化 皮， 再进行表面抛光的方式， 抛磨去除0.050.1mm； （6） 光亮化处理： 将步骤 （5） 中经过抛光处理后的坯料采用酸洗、 水洗和烘干处理， 最终 得到成品。 0011 实施例2 一种改善大规格Nb-Ti合金棒材组织均匀性的加工方法， 该Nb-Ti合金棒材组织均匀性 的加工方。

14、法包括以下步骤， （1） 棒坯制备： a.开坯锻造： 将NbTi铸锭加热至11501250， 进行2火次镦拔锻造， 并 保证每火次变形量大于85%， 使原始铸态组织得到充分破碎， 得到均匀的 晶粒； 开坯锻造过 说明书 2/4 页 4 CN 111411315 A 4 程中， 第一火次镦拔锻造的温度为1170， 压下量80mm， 第二火次镦拔锻造的温度为1150 ， 压下量80mm； b.高温均匀化热处理： 将步骤a中经过开坯锻造后的坯料在11001300的条件下保 温20h， 进行均匀化热处理， 使棒坯内的金属原子剧烈运动， 从而使金属原子分布的更加均 匀紧密； （2） 中间坯料锻造： 将步。

15、骤b中高温均匀化热处理后的坯料在9501100的温度条件 下再进行34火次锻造， 每火次变形量大于75%， 每进行两火次径向锻造后， 并在两火次径 向锻造中间进行一火次轴向镦拔， 通过这种锻造方式， 可以保证棒坯头尾、 横截面变形均匀 一致， 内部金属组织更加均匀紧密， 解决了目前采用的锻造方式会出现锻造死区， 坯料变形 不均匀， 内部金属组织不均匀的问题； 在锻造过程中， 12火次的锻造温度保持在1050， 3 火次的锻造温度保持在1000， 4火次的锻造温度保持在950； （3） 成品锻造： 将步骤 （2） 中经过锻造后的中间锻坯在9001000进行23火次拔长 锻造， 每火次变形量254。

16、0%， 锻后均采用空冷处理； 在锻造过程中， 12火次的锻造温度保 持在950， 3火次的锻造温度保持在900； 在坯料拔长过程中可以使坯料横截面始终处于 圆形的锻造过程， 保证整个横截面均匀变形； （4） 热矫直： 将步骤 （3） 中经过成品锻造后的坯料在800900的条件下保温1.52h； （5） 表面处理： 将步骤 （4） 中经过热矫直处理后的坯料先进行机械加工去除外层氧化 皮， 再进行表面抛光的方式， 抛磨去除0.050.1mm； （6） 光亮化处理： 将步骤 （5） 中经过抛光处理后的坯料采用酸洗、 水洗和烘干处理， 最终 得到成品。 0012 实施例3 一种改善大规格Nb-Ti合金。

17、棒材组织均匀性的加工方法， 该Nb-Ti合金棒材组织均匀性 的加工方法包括以下步骤， （1） 棒坯制备： a.开坯锻造： 将NbTi铸锭加热至11501250， 进行2火次镦拔锻造， 并 保证每火次变形量大于85%， 使原始铸态组织得到充分破碎， 得到均匀的 晶粒； 开坯锻造过 程中， 第一火次镦拔锻造的温度为1190， 压下量100mm， 第二火次镦拔锻造的温度为1160 ， 压下量100mm； b.高温均匀化热处理： 将步骤a中经过开坯锻造后的坯料在11001300的条件下保 温20h， 进行均匀化热处理， 使棒坯内的金属原子剧烈运动， 从而使金属原子分布的更加均 匀紧密； （2） 中间坯。

18、料锻造： 将步骤b中高温均匀化热处理后的坯料在9501100的温度条件 下再进行34火次锻造， 每火次变形量大于75%， 每进行两火次径向锻造后， 并在两火次径 向锻造中间进行一火次轴向镦拔， 通过这种锻造方式， 可以保证棒坯头尾、 横截面变形均匀 一致， 内部金属组织更加均匀紧密， 解决了目前采用的锻造方式会出现锻造死区， 坯料变形 不均匀， 内部金属组织不均匀的问题； 在锻造过程中， 12火次的锻造温度保持在1100， 3 火次的锻造温度保持在1050， 4火次的锻造温度保持在1000； （3） 成品锻造： 将步骤 （2） 中经过锻造后的中间锻坯在9001000进行23火次拔长 锻造， 每。

19、火次变形量2540%， 锻后均采用空冷处理； 在锻造过程中， 12火次的锻造温度保 持在1000， 3火次的锻造温度保持在950； 在坯料拔长过程中可以使坯料横截面始终处 说明书 3/4 页 5 CN 111411315 A 5 于圆形的锻造过程， 保证整个横截面均匀变形； （4） 热矫直： 将步骤 （3） 中经过成品锻造后的坯料在800900的条件下保温1.52h； （5） 表面处理： 将步骤 （4） 中经过热矫直处理后的坯料先进行机械加工去除外层氧化 皮， 在进行表面抛光的方式， 抛磨去除0.050.1mm； （6） 光亮化处理： 将步骤 （5） 中经过抛光处理后的坯料采用酸洗、 水洗和烘干处理， 最终 得到成品。 0013 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已， 当然不能以此来限定本发明之权利范 围， 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程， 并依本发明权利要 求所作的等同变化， 仍属于发明所涵盖的范围。 说明书 4/4 页 6 CN 111411315 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 111411315 A 7 。