本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种钛合金成型件的制备方法和一种钛合金薄壁型材的制备方法。

背景技术  

L型材、U型材以及方矩管型材由于可以在保证型材强度的前提下有效降低型材的重量而被广泛应用。目前，生产碳钢和铝型材的设备及技术已经比较成熟。其中，L型材和U型材的生产模式通常为将带卷在辊弯设备上进行拆卷、辊弯成型、热处理、切割，之后得到相应的产品。方矩管的生产模式有两种，一种是采用带卷在辊弯设备上进行拆卷、辊弯成型、焊接、清理焊缝、热处理、切割，得到方矩管；另一种方式是将圆管直接成型方管。但上述生产模式均不需要进行加热，均为冷加工成型过程。

近年来，为了达到减重的目的，新一代空降、两栖、无人等轻型装甲车辆等对钛及钛合金L型材、U型材及方矩管有迫切地需求。但是，钛合金屈服强度高、冷加工抗力大，在加工成型过程中容易开裂。如果利用现有的生产碳钢型材和铝型材的成型设备生产钛合金型材，会导致型材弯角处严重开裂。

目前，生产钛合金薄壁L型材和U型材的方法主要是板材折弯法，具体为：将板材在大气炉内进行加热后，在压机上借助于模具进行折弯成型。这种方法存在的问题是：1)加热时间长，板材表面严重氧化，给表面处理带来麻烦；2)加热后的板材在成型过程中接触到冷的模具会使板材温度急剧下降，从而导致成型时的温度偏低，型材会出现开裂的现象；3)型材的尺寸精度(宽度、高度及R角)、直线度很差。而生产钛合金薄壁方矩管的方法主要为板材折弯+焊接法、模具拉拔法、热轧等。其中，板材折弯+焊接的方法虽可以制备钛合金方矩管，但由于焊缝的存在，使管材的寿命大打折扣。模具拉拔法由于钛合金变形抗力大，很难通过较大变形量的拉拔进行成型，通常需要多道次的拉拔成型，生产周期长，而且拉拔过程需要加热，会导致钛合金与模具之间容易产生粘接，管材成材率低。中国专利CN105903766A公开了采用热轧直接制备钛合金方矩管，但是方矩管尺寸精度差；中国专利CN110369548A公开了采用圆形钛合金管材为坯料，对圆管进行加热后再进行圆管变方管的成型，圆管变方管前的加热导致钛合金内外表面严重氧化，后续采用抛光处理时，方形的抛光头无法在方矩管内部进行转动，圆形的抛光头无法将方矩管内表面的氧化皮完全去除的问题。而且，加热后的管材会对成型辊造成热损伤。

综上所述，目前的方法在制备钛合金薄壁型材时均存在成型性差、加工难度大、表面处理困难的问题。

发明内容  

有鉴于此，本发明提供了一种钛合金成型件的制备方法和一种钛合金薄壁型材的制备方法。本发明提供的方法在制备钛合金成型件时可以提高钛合金薄壁型材的成形性，并降低其加工难度和表面处理难度。

本发明提供了一种钛合金成型件的制备方法，包括以下步骤：将钛合金坯料进行多架次辊弯成型，得到成型件，所述多架次辊弯成型的过程中进行加热；所述辊弯成型的架次为7～13架次；所述加热包括：当成型架次为偶数N时，则从成型架次的第(N/2)架次开始，每个架次成型后进行加热；当成型架次数为奇数M时，则从成型架次的第(M+1)/2架次开始，每个架次成型后进行加热。本发明通过设置合适的成型架次，可以有效缓解钛合金坯料成型过程中的变形程度，防止钛合金坯料因剧烈变形而产生开裂。本发明还在成型设备的中后段各架次之后进行加热，在中后段大变形时对钛合金坯料进行加热，降低了钛合金的加工难度，进一步防止钛合金坯料在成型过程中开裂，提高了成型件的尺寸精度和成品率，同时由于仅在成型过程的中后段设置加热装置，无需在坯料在进入成型设备前进行高温加热，减少了高温坯料对成型设备中所有输送部件的热损伤，有利于提高成型设备的寿命。

本发明还提供了一种钛合金薄壁型材的制备方法，该制备方法将上述技术方案中的成型件进行热处理、定型、矫直和表面处理，可以用于制备壁厚≤6mm的薄壁型材。