專利名稱：：一種高塑中強(qiáng)鈦合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高塑中強(qiáng)鈦合金，可用于制造高爾夫球頭上、下蓋板，也可應(yīng)用于化工、電力、機(jī)械和宇航等其他領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：鈦及其合金具有重量輕、強(qiáng)度大、耐熱性強(qiáng)、耐腐蝕等許多優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為"崛起的第三金屬"，是一種重要的戰(zhàn)略金屬材料，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、建設(shè)具有重要作用。近些年，鈦在制造體育用品方面獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。比如，在高爾夫球頭的制造中就大量使用了鈦合金。沖壓成形+焊接是高爾夫球頭的一種生產(chǎn)方法,打擊面一般用高強(qiáng)度鈦合金,如:Ti-1023、Ti-153、SP700等。上蓋板和下蓋板一般用中等強(qiáng)度的鈦合金板，如TC1、J1T-3B、TA3、Ti-3A1-2.5V、Ti-4Zr等。在制作上、下蓋板的鈦合金中，Ti-4Zr鈦合金的用量很大，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)Ti-4Zr鈦合金的強(qiáng)度、硬度偏低，使用效果不太理想。在日益激烈的市場競爭中，用戶希望能夠開發(fā)一種冷成型能力與Ti-4Zr相當(dāng)，強(qiáng)度比Ti-4Zr稍高、價格較低的鈦合金來制造上蓋板。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種高塑中強(qiáng)鈦合金，采用鋁、鉬和釩元素代替Ti-4Zr合金中的部分鋯，是一種塑性與Ti4Zr鈦合金相當(dāng)、強(qiáng)度稍高的鈦厶會技術(shù)方案高塑中強(qiáng)鈦合金，其特征在于組份的重量百分比為鋁為24、鉬為0.52、釩為0.52、鎬為0.52、余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。一種制備上述高塑中強(qiáng)鈦合金的方法，其特征在于步驟如下步驟l:按上述重量百分比配料、混料、壓制成自耗電極；步驟2:在真空自耗電電弧爐中一次熔煉，坩堝規(guī)格為(D110mm,熔煉電壓2732V，電流25003200A;步驟3:在真空自耗電電弧爐中二次熔煉得到鑄錠，坩堝規(guī)格為(D150mm，熔煉電壓2931V，電流40005000A。根據(jù)上述的制備方法得到的鑄錠可以加工制備成板材的步驟在于步驟1:將步驟3得到的鑄錠加熱至11001200°C，然后鍛成厚度7080mm的板坯；步驟2:清理板坯表面缺陷后加熱至85(TC92(rC軋制成厚度4.05.0mm的板坯；步驟3:再加熱至850°C900軋制成厚度2.53.0mm的板坯；步驟4:板坯經(jīng)75(TC退火、修磨，在1200冷軋機(jī)上軋制到1.51.8mm;步驟5:經(jīng)75(TC/30'退火后冷軋到1.01.2mm，經(jīng)脫油、退火堿酸洗得到成品板材。有益效果本發(fā)明的高塑中強(qiáng)鈦合金，與Ti-4Zr相比，本發(fā)明在降低鋯含量的基礎(chǔ)上加入了鋁、鉬和釩元素。由于合金鋁強(qiáng)度當(dāng)量和鉬強(qiáng)度當(dāng)量的增加，有效提高了合金的強(qiáng)度;同時由于鉬和釩這兩種同晶型(3穩(wěn)定元素的加入，不僅改善了合金的加工性能；還細(xì)化了晶粒，提高了材料的彎曲、折彎、沖壓等工藝性能。本發(fā)明提供的鈦合金采用了常規(guī)的合金化熔煉工藝、加工工藝，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。其中各組元主要采用中間合金的形式配入，經(jīng)原料均勻混制，制備成電極，經(jīng)真空自耗電弧熔煉成鍛造用的鑄錠，在水壓機(jī)或空氣錘上鍛造成板坯，板坯在軋機(jī)上軋制成板材，板材經(jīng)熱處理后進(jìn)行性能測試。經(jīng)不同溫度退火后檢測其力學(xué)性能，Rm=700795MPa，Rp0.2=675~780MPa，22738%,70°。本發(fā)明鈦合金的性能和Ti-4Zr鈦合金的性能數(shù)據(jù)詳見表1。從表1數(shù)據(jù)可見，經(jīng)700。C左右退火后，其力學(xué)性能可滿足Rn^700MPa，Rp0.2^675MPa，5^25%和70。的要求，強(qiáng)度明顯高于Ti-4Zr鈦合金，比較適合用來制造高爾夫球頭。表1本發(fā)明合金和Ti-4Zr鈦合金的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>Ti-4Zr鈦合金(1.02.0mm板材)M態(tài)5606755003440>70圖l:退火態(tài)顯微組織(x500)具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1:按下述配方Ah2.7%，Mo:0.85%，V:0.76%，Zr:0.8%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)，采用一級海綿鈦，Al-V、Al-Mo和純Zr，按上述重量百分比配料、混料、壓制成自耗電極，在真空自耗電電弧爐中進(jìn)行兩次熔煉，其中一次柑堝規(guī)格為OllOmm，熔煉電壓2732V，電流25003200A;二次熔煉坩堝規(guī)格為O150mm，熔煉電壓2931V，電流40005000A。鑄錠經(jīng)1100120(TC加熱，鍛成厚度80mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加熱至90(TC左右軋制成厚度4.5mm的板坯，再加熱至85(TC左右軋制成厚度2.8mm的板坯。板坯經(jīng)75(TC退火、修磨，在1200冷軋機(jī)上軋制到1.8mm，經(jīng)750'C/30'退火后，最終冷軋到1.18mm，經(jīng)脫油、退火堿酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力學(xué)性能見表2。表2實(shí)施例l的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2:按下述配方Ah4.0%,Mo:0.6%,V:0.9%,Zr:0.7%，余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)，采用一級海綿鈦，Al-V、Al-Mo和純Zr'按上述重量百分比配料、混料、壓制成自耗電極，在真空自耗電電弧爐中進(jìn)行兩次熔煉，其中一次坩堝規(guī)格為OllOmm，熔煉電壓2735V，電流25003300A;二次熔煉坩堝規(guī)格為OU50mm，熔煉電壓2933V，電流40005300A。鑄錠經(jīng)1100120(TC加熱'鍛成厚度70mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加熱至100(TC左右軋制成厚度4.5mm的板坯，再加熱至94(TC左右軋制成厚度2.8mm的板坯。板坯經(jīng)820。C退火、修磨，在1200冷軋機(jī)上軋制到1.8mm，經(jīng)820。C/30'退火后，最終冷軋到1.18mm，經(jīng)脫油、退火堿酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力學(xué)性能見表3。表3實(shí)施例2的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)驗表明從實(shí)施例l和實(shí)施例2的合金綜合性能可以看出，本發(fā)明的中強(qiáng)高塑可焊鈦合金的綜合性能優(yōu)于Ti-4Zr鈦合金，能夠滿足高爾夫球頭蓋板制作及其他民用行業(yè)的用材需要。權(quán)利要求1.一種高塑中強(qiáng)鈦合金，其特征在于組份的重量百分比為鋁為2～4、鉬為0.5～2、釩為0.5～2、鎬為0.5～2、余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。2.—種制備權(quán)利要求1所述的高塑中強(qiáng)鈦合金的方法，其特征在于步驟如下步驟l:按上述重量百分比配料、混料、壓制成自耗電極；步驟2:在真空自耗電電弧爐中一次熔煉，坩堝規(guī)格為O110mm，熔煉電壓2732V，電流25003200A;步驟3:在真空自耗電電弧爐中二次熔煉得到鑄錠，坩堝規(guī)格為O150mm，熔煉電壓293IV，電流40005000A。3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于將鑄錠制備成板材的步驟在于步驟1:將步驟3得到的鑄錠加熱至1100120(TC，然后鍛成厚度7080mm的板坯；步驟2:清理板坯表面缺陷后加熱至85(rC92(TC軋制成厚度4.05.0mm的板坯；步驟3:再加熱至850°C900軋制成厚度2.53.0mm的板坯；步驟4:板坯經(jīng)750。C退火、修磨，在1200冷軋機(jī)上軋制到1.51.8mm;步驟5:經(jīng)75(TC/30'退火后冷軋到1.01.2mm,經(jīng)脫油、退火堿酸洗得到成品板材。全文摘要本發(fā)明涉及一種高塑中強(qiáng)鈦合金，可用于制造高爾夫球頭上、下蓋板，也可應(yīng)用于化工、電力、機(jī)械和宇航等其他領(lǐng)域。其特征在于組份的重量百分比為鋁為2～4、鉬為0.5～2、釩為0.5～2、鎬為0.5～2、余量為Ti和不可避免的雜質(zhì)。采用了常規(guī)的合金化熔煉工藝，原料均勻混制后制備成電極，經(jīng)真空自耗電弧熔煉成鍛造用的鑄錠，在水壓機(jī)或空氣錘上鍛造成板坯，板坯在軋機(jī)上軋制成板材。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于合金鋁強(qiáng)度當(dāng)量和鉬強(qiáng)度當(dāng)量的增加，有效提高了合金的強(qiáng)度；同時由于鉬和釩這兩種同晶型β穩(wěn)定元素的加入，不僅改善了合金的加工性能；還細(xì)化了晶粒，提高了材料的彎曲、折彎、沖壓等工藝性能。文檔編號C22F1/18GK101407873SQ20081023236公開日2009年4月15日申請日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者迪吳,張永強(qiáng),王小翔,王永強(qiáng),峰陳,黃永光申請人:寶雞鈦業(yè)股份有限公司