本发明属于材料加工，尤其涉及一种tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法。
背景技术：
1、tial合金作为一种新一代的耐高温金属间化合物，由于其比强度高和蠕变性能优良，在航空航天领域的应用中已经取得了一定的成果，并有助于实现节能减排的目标，因此被认为是目前最佳的新型轻质结构材料之一。
2、tial合金铸锭需要进行开坯，破碎铸态组织后才能进行使用或进一步加工。然而，由于tial合金具有较低的塑性和狭窄的热变形工艺窗口，因此开坯操作存在较大难度。尤其是对于第二代铸造tial合金，几乎无法进行塑性变形，通常采用直接铸造的方法来制造零件。然而，与经过塑性变形处理的零件相比，铸造件的力学性能较差，这成为限制tial合金进一步应用的一个关键因素。
3、目前tial合金常用的开坯方法有包套锻造和包套挤压等。包套锻造是将tial合金装入包套材料，一起加热后整体进行锻造镦粗，通过包套锻造可以得到比原始坯料直径更大的锻饼，由于包套材料在高温下的强度远低于tial合金，在锻造过程中包套材料主要起到保温的作用。tial合金边缘在受到拉应力时容易产生裂纹，因此需要多次锻造和中间退火以实现较大的变形量。包套挤压过程中，tial合金始终处于强烈的三向压应力作用下，这能够提高合金的塑性并减少开裂的趋势，从而实现大变形量。然而，由于其成形特性，包套挤压法只能生产出直径小于原始坯料的挤压棒。
技术实现思路
1、针对现有tial合金塑性低，热变形工艺窗口窄，开坯难度大的问题，本发明的目的在于提出一种tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法。本发明通过应力金属套筒（即第二金属套筒）在镦粗制坯成形时对tial棒料的紧固作用，产生类似于挤压成形的强烈三向压应力，使tial合金塑性大幅提高，避免开裂，同时还能够得到比原始坯料直径更大的锻饼。
2、本发明的目的通过以下技术方案实现：
3、一种tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，包括如下步骤：
4、（1）将tial棒料放入第一金属套筒中，然后封闭第一金属套筒的两端后将其加热至1000~1400℃并保温30~240min，备用；
5、（2）将压力机的冲头和底座加热至400~1100℃并保温30~60min，备用；
6、（3）将保温后的第一金属套筒放入第二金属套筒中，接着将第二金属套筒放置于保温后底座上，采用保温后的冲头对第一金属套筒进行压缩，达到预期变形量后，停止压缩，完成镦粗制坯。
7、优选的，步骤（1）中，tial棒料涂抹玻璃润滑剂后放入第一金属套筒中。
8、优选的，步骤（1）中，采用垫片将第一金属套筒的两端封闭。
9、优选的，垫片的材质为钛合金、不锈钢或镍基合金。垫片和第一金属套筒选用导热率小、熔点高的金属。
10、优选的，步骤（1）中，第一金属套筒的内径与tial棒料的直径大0.1~0.5mm。
11、优选的，步骤（1）中，第一金属套筒的壁厚和内径的比为1/6~1：1。
12、优选的，步骤（1）中，第一金属套筒的材质为钛合金、不锈钢或镍基合金。
13、优选的，步骤（3）中，第二金属套筒的材质为40cr钢、42crmo钢材或h13钢。第二金属套筒采用高强度材料确保能够提供足够大的三向压应力。
14、优选的，步骤（3）中，底座和冲头保温膨胀后的直径比第二金属套筒的内径小0.2~0.5mm，第一金属套筒保温膨胀后的直径比第二金属套筒的内径小0.5~1mm。
15、优选的，步骤（3）中，压缩的变形速率为0.1~10s-1，变形量为50~90%。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
17、本发明利用了应力金属套筒（即第二金属套筒）在tial合金棒材镦粗制坯过程中的固定效果，由此产生的类似挤压成型的强烈三轴压缩应力显著增强了tial合金的可塑性，并且能防止材料开裂。此外，这种方法还能够生产出比初始坯料直径更大的锻造圆饼。
1.一种tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（1）所述tial棒料涂抹玻璃润滑剂后放入第一金属套筒中。
3.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（1）中，采用垫片将所述第一金属套筒的两端封闭。
4.根据权利要求3所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，所述垫片的材质为钛合金、不锈钢或镍基合金。
5.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（1）所述第一金属套筒的内径与tial棒料的直径大0.1~0.5mm。
6.根据权利要求5所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（1）所述第一金属套筒的壁厚和内径的比为1/6~1：1。
7.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（1）所述第一金属套筒的材质为钛合金、不锈钢或镍基合金。
8.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（3）所述第二金属套筒的材质为40cr钢、42crmo钢材或h13钢。
9.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（3）所述底座和冲头保温膨胀后的直径比所述第二金属套筒的内径小0.2~0.5mm，所述第一金属套筒保温膨胀后的直径比所述第二金属套筒的内径小0.5~1mm。
10.根据权利要求1所述tial合金温度-应力双增塑镦粗制坯方法，其特征在于，步骤（3）所述压缩的变形速率为0.1~10s-1，变形量为50~90%。
