一種中強高塑鈦合金的製作方法

2023-10-23 16:38:07 1

專利名稱：：一種中強高塑鈦合金的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種中強高塑鈦合金，屬於一種體育製品及其它民用行業用低成本鈦合全口血。
背景技術：
：鈦及鈦合金因具有密度小、屈強比高、耐腐蝕等許多優點，被譽為"崛起的第三金屬"，是一種重要的戰略金屬材料，對國民經濟的發展、建設具有重要作用。隨著人們對鈦知識了解的逐漸深入，鈦及鈦合金得到了越來越廣泛的推廣應用，特別是體育製品、建築、電力、汽車等民用行業用鈦量逐年增加。鈦制高爾夫球頭是鈦合金在體育製品行業應用的一個典型，該行業的用鈦量保持了一個相對穩定的增長。鈦制高爾夫球頭的上蓋板和下蓋板是用鈦量最大的部位，一般採用中等強度的鈦合金板，如TC1、Gr4、Ti-4Zr等。近幾年，隨著對高爾夫球頭性能要求的不斷提高，也對鈦合金提出了更高的性能指標要求。同時鈦制高爾夫球頭用量的增大，也帶來了降低成本的需求。但是，現有產品中採用的TC1合金，由於加入了1.5%的錳元素，熔煉工藝複雜，導致板材成本較高。採用的Gr4的強度偏低，強度都在650MPa以下。採用的Ti-4Zr鈦合金的強度和硬度偏低，使用效果不太理想，而且由於該合金中加入了4%的鋯元素，使得成本相對較高。所以在日益激烈的市場競爭中，用戶希望能夠得到一種冷成型能力優異、抗拉強度在700MPa以上、塑性在20%以上的價格較低的鈦合金來製造鈦制高爾夫球頭上蓋板和下蓋板。
發明內容要解決的技術問題為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種中強高塑鈦合金，能夠達到抗拉強度》700MPa、延伸率》20%的低成本鈦合金，可用於體育製品、化工、電力、機械和宇航等其他領域。技術方案本發明提出的中強高塑鈦合金，其特徵在於組份的重量百分比為鋁為24.5%、鉬為0.11.5、釩為0.11.5、鋯為0.52、Fe為0.11.5、餘量為Ti和不可避免的雜質；各原料組份含量之和為100%。組份的重量百分比為鋁為2.33.7%、鉬為0.31.2、釩為0.31.2、鋯為0.51.5、鐵為0.2-1.0、餘量為Ti和不可避免的雜質；各原料組份含量之和為100%。一種製備所述的中強高塑鈦合金的方法，其特徵在於步驟如下步驟l:按權利要求1或2的重量百分比配料、混料、壓製成自耗電極；步驟2:在真空自耗電電弧爐中進行第一次熔煉，坩堝規格為O110mm，熔煉電壓2535V，電流25003500A;步驟3:第二次熔煉坩堝規格為①150mm，熔煉電壓2833V，電流40005300A，得到中強高塑鈦合金的鑄錠。一種將所述中強高塑鈦合金的鑄錠製備成鑄錠板材的方法，其特徵在於步驟如下步驟1:將中強高塑鈦合金鑄錠在溫度1100120(TC進行加熱，然後鍛成厚度70~80mm的板坯；步驟2:清理板坯表面缺陷後，繼續加熱至9501000。C軋製成厚度4.5mm的板坯；步驟3:再加熱至85094(TC軋製成厚度2.8mm的板坯；步驟4:將步驟3得到的板坯經750820。C退火、修磨，在1200冷軋機上軋制到1.8mm;步驟5:經750820'C/30'退火後，冷軋到1.18mm，經脫油、退火鹼酸洗得到成品板材。有益效果本發明提供的中強高塑鈦合金，加入了鋁和少量的鋯、鉬、釩和鐵元素。由於鋁、鋯、鉬、釩和鐵等元素的固溶強化效果，合金可保持一定的強度等級；少量的鉬和釩以中間合金的形式加入、再配以廉價的鐵和鋁豆，可降低合金的原材料成本；由於鉬、釩這兩種同晶型e穩定元素和共析型P穩定元素鐵的加入，改善了合金的冷加工性能，冷變形量增大，工藝流程縮短，相應的降低了材料的加工成本；鉬、釩和鐵三種P穩定元素的加入還細化了晶粒，改善了材料的彎曲、折彎、衝壓等工藝性能，可進一步滿足用戶的成型需要。具體實施例方式現結合實施例對本發明作進一步描述本發明提供的鈦合金採用了常規的合金化熔煉工藝、加工工藝，有利於工業化生產。其中各組元主要採用中間合金的形式配入，經原料均勻混制，製備成電極，經真空自耗電弧熔煉成鍛造用的鑄錠，在水壓機或空氣錘上鍛造成板坯，板坯在軋機上軋製成板材，板材經熱處理後再進行性能測試。實施例h本實施例的配方Al:2.8%,Mo:0.5%,V:0.5%，Zr:0.8%，Fe:0.3%，餘量為Ti和不可避免的雜質，採用二級海綿鈦，Al-V、Al-Mo、海綿Zr、鐵釘和鋁豆，按上述重量百分比配料、混料、壓製成自耗電極，在真空自耗電電弧爐中進行兩次熔煉，其中一次坩堝規格為①110mm，熔煉電壓2732V，電流25003200A;二次熔煉坩堝規格為①150mm，熔煉電壓2931V，電流40005000A。鑄錠經U001200。C加熱，鍛成厚度80mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加熱至95(TC左右軋製成厚度4.5mm的板坯，再加熱至850'C左右軋製成厚度2.8mm的板坯。板坯經75(TC退火、修磨，在1200冷軋機上軋制到1.8mm，經75(TC/30'退火後，最終冷軋到1.18mm，經脫油、退火鹼酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力學性能見表1。表l實施例l性能熱處理制度Rm，，MPaRpo.2,MPaA5，％600。C/30'7857707707552627630。C/30'7657707557502728660。C/30'74573073572532346卯。C/30'7357307257103334720。C/30'7257107057003433750。C/30'7007056906853638實施例2:按下述配方Al:4.0%，Mo:0.6%，V:0.9%，Zr:1.0%，Fe:0.2，餘量為Ti和不可避免的雜質，採用二級海綿鈦，Al-V、Al-Mo、海綿Zr、鐵釘和鋁豆，按上述重量百分比配料、混料、壓製成自耗電極，在真空自耗電電弧爐中進行兩次熔煉，其中一次坩堝規格為①110mm，熔煉電壓2735V，電流25003300A;二次熔煉坩堝規格為O150mm，熔煉電壓2933V，電流40005300A。鑄錠經1150120(TC加熱，鍛成厚度70mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加熱至IOO(TC左右軋製成厚度4.5mm的板坯，再加熱至940'C左右軋製成厚度2.8mm的板坯。板坯經82(TC退火、修磨，在1200冷軋機上軋制到1.8mm，經820。C/30'退火後，最終冷軋到1.18mm，經脫油、退火鹼酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力學性能見表2。6表2實施例2性能tableseeoriginaldocumentpage7實施例3:按下述配方Al:3.4%，Mo:0.3%，V:0.9%，Zr:1.0%，Fe:1.0，餘量為Ti和不可避免的雜質，採用二級海綿鈦，Al-V、Al-Mo、海綿Zr、鐵釘和鋁豆，按上述重量百分比配料、混料、壓製成自耗電極，在真空自耗電電弧爐中進行兩次熔煉，其中一次坩堝規格為O110mm，熔煉電壓2535V，電流26003500A;二次熔煉坩堝規格為①150mm，熔煉電壓2831V，電流40005000A。鑄錠經1100120(TC加熱，鍛成厚度70mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加熱至95(TC左右軋製成厚度4.5mm的板坯，再加熱至85(TC左右軋製成厚度2.8mm的板坯。板坯經75(TC退火、修磨，在1200冷軋機上軋制到1.8mm，經75(TC/30'退火後，最終冷軋到1.18mm，經脫油、退火鹼酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力學性能見表3。表3實施例3性能tableseeoriginaldocumentpage7實驗表明從實施例l、實施例2和實施例3的合金綜合性能可以看出，本發明的中強高塑可焊鈦合金的綜合性能如下Rm:700895MPa，Rm:685~820MPa，A5:20~38%。權利要求1.一種中強高塑鈦合金，其特徵在於組份的重量百分比為鋁為2～4.5％、鉬為0.1～1.5％、釩為0.1～1.5％、鋯為0.5～2％、Fe為0.1～1.5％、餘量為Ti和不可避免的雜質；各原料組份含量之和為100％。2.根據權利要求1所述的中強高塑鈦合金，其特徵在於組份的重量百分比為鋁為2.33.7%、鉬為0.31.2%、釩為0.31.2%、鋯為0.51.5%、鐵為0.2~1.0%、餘量為Ti和不可避免的雜質；各原料組份含量之和為100%。3.—種製備權利要求1~2中所述的任一種中強高塑鈦合金的方法，其特徵在於步驟如下步驟l:按權利要求1或2的重量百分比配料、混料、壓製成自耗電極；；步驟2:在真空自耗電電弧爐中進行第一次熔煉，坩堝規格為Oli0mm，熔煉電壓2535V，電流25003500A;;步驟3:第二次熔煉坩堝規格為0150mm，熔煉電壓2833V，電流40005300A，得到中強高塑鈦合金的鑄錠。4.一種將權利要求3所述的中強高塑鈦合金的鑄錠製備成鑄錠板材的方法，其特徵在於步驟如下步驟1:將中強高塑鈦合金鑄錠在溫度1100120(TC進行加熱，然後鍛成厚度7080mm的板坯；；步驟2:清理板坯表面缺陷後，繼續加熱至9501000。C軋製成厚度4.5mm的板坯；步驟3:再加熱至850940。C軋製成厚度2.8mm的板坯；步驟4:將步驟3得到的板坯經750-820。C退火、修磨，在1200冷軋機上軋制到1.8mm;步驟5:經75082(TC/30'退火後，冷軋到1.18mm，經脫油、退火鹼酸洗得到成品板材。全文摘要本發明涉及一種中強高塑鈦合金，屬於一種體育製品及其它民用行業用低成本鈦合金。其特徵在於組份的重量百分比為鋁為2～4.5％、鉬為0.1～1.5、釩為0.1～1.5、鋯為0.5～2、Fe為0.1～1.5、餘量為Ti和不可避免的雜質；各原料組份含量之和為100％。製備步驟如下按重量百分比配料、混料、壓製成自耗電極，在真空自耗電電弧爐中進行二次熔煉，然後可以將鑄錠製備成鑄錠板材。本發明的鈦合金，由於鋁、鋯、鉬、釩和鐵等元素的固溶強化效果，合金可保持一定的強度等級，降低合金的原材料成本，改善了合金的冷加工性能，冷變形量增大，工藝流程縮短，相應的降低了材料的加工成本，改善了材料的彎曲、折彎、衝壓等工藝性能，可進一步滿足用戶的成型需要。文檔編號C22C14/00GK101476059SQ200910021048公開日2009年7月8日申請日期2009年2月3日優先權日2009年2月3日發明者璐喬,張永強,新王,王小翔,王韋琪,羊玉蘭申請人:寶雞鈦業股份有限公司