CN101157172A - 医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法 - Google Patents

医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及直径公差等级在h9－h8之间、长度在3m至3.5m范围内，放置在工作平台上不允许有间隙的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，制造方法的主要工序包括坯料准备、开坯锻造、变形加工、热处理、精整、检验、成品包装。该发明极大地降低设备投资，达到迅速实现医用高精度钛棒材的国产化及出口创汇，打破国外对中国市场上该产品的垄断地位，参与国际竞争，形成较强的市场竞争力并创造良好经济效益的目的。

Description

医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法
技术领域
本发明涉及医用高精度钛棒材的制造方法领域，尤其是直径公差等级在h9-h8之间、长度在3m至3.5m范围内，放置在工作平台上不允许有间隙的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法领域。
背景技术
对于直径公差等级在h9-h8之间、长度在3-3.5m范围内，放置在工作平台上不允许有间隙的医用高精度钛及钛合金棒材，目前在中国国内尚无法批量生产，在国外采用的制造方法是，使用加工钛及钛合金的专用无芯车床与其他设备相配套，采用扒皮、校直等工序一次成型。但由于设备投资巨大、国内对该方法尚没掌握其工艺技术，在国内推广尚有很大难度。
发明内容
本发明所要解决的是提供一种直径公差等级在h9-h8之间、长度在3-3.5m范围内，放置在工作平台上不允许有间隙的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，从而实现较大降低设备投资，迅速实现医用高精度钛及钛合金棒材的国产化及出口创汇，打破国外对中国市场上该产品的垄断地位，参与国际竞争形成较强的市场竞争力并创造良好经济效益的目的。
本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案是：
实施本发明的工艺流程分为七个主要工序，为：
坯料准备→开坯锻造→变形加工→热处理→精整→检验→成品包装；
a)坯料准备工序，选用符合标准要求的钛或钛合金锭作为坯料。
b)开坯锻造工序，采用重油炉等加热炉加热，对坯料作开坯锻造，锻造变形率为50-65％，最佳变形率为56-60％，锻造后需进行打磨，去除毛刺及裂纹等表面缺陷。其中纯钛坯料的加热温度为950-1050℃，最佳加热温度980-1000℃。钛合金坯料的加热温度为1000-1200℃，最佳加热温度1050-1150℃，达到加热温度后的保温时间按下列公式计算：
D/2+30至50分钟(其中D为锭直径，单位为mm)
c)变形加工工序，首先采用电炉等加热炉加热，对坯料进行再锻造，随后进行修磨，最后进行轧制。其中锻造变形率为50-65％，使得组织充分破碎。其中纯钛坯料的加热温度为850-1000℃，最佳加热温度900-950℃；钛合金坯料的加热温度为1000-1150℃，最佳加热温度为1000-1050℃，达到加热温度后的保温时间的计算与工序b的要求相同。轧制采用热轧，热轧加热温度及保温时间与本工序中锻造加热温度及保温时间的要求相同。
d)热处理工序，对经工序c后制成的棒材作再结晶退火处理，消除加工应力和形成等轴晶粒组织。其中纯钛棒材的退火温度为650-700℃，钛合金棒材的退火温度为800-850℃，保温时间的计算方式与工序b相同。
e)精整工序，对棒材先作拉拔归圆，再作拉拔校直，进行切头和人工校直最后进行磨光处理。其中，拉拔校直采用箱式电炉等加热炉对棒材加热，加热温度为500-600℃，最佳加热温度540-560℃；切头和人工校直是将校直后的棒材两端部切掉，并对棒材的不平直部分作人工校直；磨光处理是采用磨床对棒材进行粗磨及精磨，达到成品尺寸要求。
f)检验工序，对成品的表面光洁度、表面质量、化学成份、物理性能及晶相组织按标准要求进行检验。
g)成品包装工序，是对给检验合格后的成品进行包装发货。
采用本发明制造的医用高精度钛及钛合金棒材，表面光洁度、表面质量、化学成份、物理性能及晶相组织均符合医用高精度钛及钛合金棒材的技术标准要求，且设备投资少，实现了医用高精度钛及钛合金棒材的国产化，打破国外对中国市场上该产品的垄断地位，具有极高的市场竞争力，并创造了良好的经济效益。
具体实施方式
下面结合直径公差等级在h9-h8之间，直径为9.5mm，长度为3m的医用高精度纯钛棒的制造过程，对具体实施方式作进一步的详细描述：
首先，选用直径为360mm，长度为1.7m的纯钛锭，切除经超声波探伤后确定存在缺陷的部分。其次，将钛锭放置入电阻炉中加热至980℃至1000℃，保温3.5小时。将其锻造成口190*Lmm，打磨去除毛刺及裂纹等表面缺陷，然后根据下一工序所需重量将其切断。第三步，将切断的方坯放置电阻炉中加热至850℃至1000℃，保温2小时，进行变形锻造成直径为60*Lmm坯料，对其表面修磨去除裂纹等表面缺陷，再进行热轧，将其轧制成直径为10mm*Lmm棒材，热轧温度为850℃至1000℃，保温1.2小时。第四步，经检查，切除棒材的裂开部分并修磨表面裂纹，再对棒材作再结晶退火处理，退火温度为650-700℃，保温时间为40分钟。第五步，对经热处理后的棒材，采用直径为10mm的模具进行拉拔归圆，再进行拉拔校直，检查表面缺陷，去除棒材的两个端部，对不平直部分作人工校直。第六步，将校直后的棒材使用磨床进行粗磨和精磨，达到直径为9.5mm，长度为3m的成品尺寸。第七步，将成品放置在工作平台上，对其公差等级、表面光洁度及表面质量进行检查，并对其化学成份、物理性能及晶相组织按标准要求进行检验，经检验合格后的成品进行包装发货。

Claims (9)

1.一种医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，尤其是直径公差等级在h9-h8之间、长度在3-3.5m范围内，放置在工作平台上不允许有间隙的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，制造方法的实施工序为：
a)坯料准备，选用符合标准要求的钛或钛合金锭作为坯料；
b)开坯锻造，对坯料作开坯锻造，锻造后进行打磨，去除毛刺及裂纹等表面缺陷；锻造变形率为50-65％，纯钛坯料的加热温度为950-1050℃，钛合金坯料的加热温度为1000-1200℃，达到加热温度后的保温时间按下列公式计算：
D/2+30至50分钟(其中D为棒锭直径，单位为mm)
c)变形加工，对坯料进行再锻造，随后进行修磨，最后进行轧制，锻造变形率为50-65％，纯钛坯料的加热温度为850-1000℃，钛合金坯料的加热温度为1000-1150℃，达到加热温度后的保温时间的计算公式与工序b相同。
d)热处理，对经工序c制成的棒材作再结晶退火处理，消除加工应力和形成等轴晶粒组织，其中纯钛棒材的退火温度为650-700℃，钛合金棒材的退火温度为800-850℃，达到加热温度后的保温时间的计算公式与工序b相同；
e)精整，对棒材先作拉拔归圆，再作拉拔校直，进行切头和人工校直，最后进行磨光处理；拉拔校直的加热温度为500-600℃，切头和人工校直是将校直后的棒材两端部切掉，并对棒材的不平直部分作人工校直；
f)检验，对成品的公差等级、表面光洁度、表面质量进行检查，对化学成份、物理性能及晶相组织按标准要求进行检验；
g)成品包装工序是对给检验合格后的成品进行包装发货；
2.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序b中纯钛坯料的加热温度为980-1000℃。
3.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序b中钛合金坯料的加热温度为1050-1150℃。
4.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序c中纯钛坯料的加热温度为900-950℃。
5.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序c中钛合金材料的加热温度为1000-1050℃。
6.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序c的轧制采用的是热轧，热轧的加热温度及保温时间与该工序中再锻造的要求是相同的。
7.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序e中拉拔校直的加热温度为540-560℃；
8.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序e中的切头后，使得棒材达到要求长度。
9.根据权利要求1所述的医用高精度钛及钛合金棒材的制造方法，其特征在于，工序e中磨光处理是采用磨床对棒材进行粗磨及精磨，达到成品尺寸要求。
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