CN102925748A

CN102925748A - 一种钛基合金材料及其制备工艺

Info

Publication number: CN102925748A
Application number: CN2012103341649A
Authority: CN
Inventors: 杨华斌; 曹继敏; 樊梦婷; 魏芬绒; 罗斌莉; 王尔峥; 杨宏进; 王卫民; 毛江虹; 纪春雨
Original assignee: XI'AN SAITE METAL MATERIAL DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: XI'AN SAITE METAL MATERIAL DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明公开了一种钛基合金材料及其制备工艺，这种钛基合金材料的成份为，Al≤8wt％、Ni≤8wt％、余量的Ti和不可避免的杂质；其制备工艺是采用真空自耗熔炼方式，熔炼两次以上。本发明的钛基合金材料，切削性能优良，容易被切削加工，并且该钛基合金材料在切削加工过程中不容易产生粘结和生成积削瘤，提高加工效率，延长加工刀具的使用寿命。

Description

一种钛基合金材料及其制备工艺

技术领域：

本发明属于合金领域，涉及一种钛基合金材料及其制备方法，尤其是一种切削性能优良的钛基合金材料及其制备工艺。

背景技术：

现有的钛基合金切削性能不是很好、加工难度大，在切削加工过程中存在以下一些问题：产品容易粘结、加工中易生成积削瘤，并且由于钛基合金是热的不良导体，在加工过程中产生的热量大部分流向切削刃，容易导致切削刃局部温度过高，使切削刃软化；钛合金切削时容易产生由扩散引起的月牙洼磨损。并且刀片材料中的碳粒子流入切屑，可转位刀片受到侵蚀，切削区域会逐渐减弱，钛合金材料的高强度增大了崩刃和塑性变形的危险。材料的弹性模量低，增大了振动的倾向，导致切屑刃一旦有积削瘤形成，刀片很快就会崩刃。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种切削性能优良的钛基合金材料及其制备工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种钛基合金材料，其组成为Al≤8wt％、Ni≤8wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

所述钛基合金材料，其组成优选为：Al 2-6wt％、Ni 0.5-6wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

所述钛基合金材料，其组成优选为：Al 4-6wt％、Ni 1-5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

所述钛基合金材料，其组成优选为：Al 5-6wt％、Ni 1-3wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

一种钛基合金材料的制备工艺，采用真空自耗熔炼方式，熔炼两次以上。

采用型号为MCAO-I的高真空电弧熔炼设备熔炼，真空度为6.6×10^-3Pa；技术参数：引弧电流为＜700mA、保护气体为纯度为0.99999％的Ar气、高真空电弧熔炼设备采用紫铜坩埚，紫铜坩埚直径为：25mm、钨电极行程为100mm，能够360度回转；采用高频火花引弧、最高熔炼电流为1000A，长期工作为700-800A；电源电压为26-44V；熔炼电流为330A。

本发明的钛基合金材料，切削性能优良，容易被切削加工，并且该钛基合金材料在切削加工过程中不容易产生粘结和生成积削瘤，提高加工效率，延长加工刀具的使用寿命。

具体实施方式：

下面对本发明做进一步详细描述：

实施例1：一种钛基合金材料，成份为：Al 2wt％、Ni 6wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例2：一种钛基合金材料，成份为：Al 4wt％、Ni 5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例3：一种钛基合金材料，成份为：Al 5wt％、Ni 3wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例4：一种钛基合金材料，成份为：Al 2wt％、Ni 2wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例5：一种钛基合金材料，成份为：Al 6wt％、Ni 1wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例6：一种钛基合金材料，成份为：Al 6wt％、Ni 0.5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例7：一种钛基合金材料，成份为：Al 1wt％、Ni 1.5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

采用型号为MCAO-I的高真空电弧熔炼设备熔炼2遍，真空度为6.6×10^-3Pa；技术参数：引弧电流为＜700mA、保护气体为纯度为0.99999％的Ar气、高真空电弧熔炼设备采用紫铜坩埚，紫铜坩埚直径为：25mm、钨电极行程为100mm，能够360度回转；采用高频火花引弧、最高熔炼电流为1000A，长期工作为700-800A；电源电压为26-44V；熔炼电流为330A。

本发明的钛基合金材料与同规格常规TC4合金在加工过程中的性能对比如下：

1、矫直过程：本发明Φ2.6mm的钛基合金盘料，经正玄矫直机，冷矫，矫直时头尾不易断，折断的频率是常规钛合金TC4的25％左右。

2、磨削：本发明Φ2.6mm的钛基合金材料直条，经磨削后，Φ2.4mm的直条表面质量较好。

3、拉花：以拉花出现异常响声判断磨具磨损，本发明Φ2.4mm的钛基合金材料直条，拉花在250支至300支出现异常响声既磨具出现磨损了；常规Φ2.4mm的TC4合金直条拉花时在150支至200支出现磨具磨损。相对地，本材料对刀具的磨损少，易于加工。

4、螺母多工位加工(平头、钻孔攻丝、倒角、切分)：本发明Φ2.4mm的钛基合金材料拉花直条，在转速3500转，攻丝出现毛刺在5-6条丝材加工时，成品量生产5000-6000枚/8小时生产率较高；常规Φ2.4mm的TC4合金拉花直条，在转速3000转，攻丝出现毛刺在4-5条丝材加工时，成品量生产3500-4000枚/8小时，生产效率较低。

5、分选检验：本发明的钛基合金材料成品合格率97％；常规的TC4合金成品合格率91％。

如上对比分析，本发明的钛基合金材料各项指标优于常规TC4合金，统计数据显示其切削性能较好，可以作为常规TC4合金的替代品使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种钛基合金材料，其特征在于：其组成为Al≤8wt％、Ni≤8wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述钛基合金材料，其特征在于：其组成为Al2-6wt％、Ni0.5-6wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述钛基合金材料，其特征在于：其组成为A14-6wt％、Ni1-5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

4.如权利要求1所述钛基合金材料，其特征在于：其组成为Al5-6wt％、Ni1-3wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

5.如权利要求1所述钛基合金材料的制备工艺，其特征在于：采用真空自耗熔炼方式熔炼二次以上。