CN103028913B - 一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺，锻造铣面的加热温度为1100~1160℃；修磨深度＜板坯厚度10%，深宽比≤1:10；粗轧单向轧制，轧程变形率68~87%，道次变形率8~20%；修磨；精轧单向轧制，轧程变形率50~65%，道次变形率4~20%；在700~800℃不低于空冷大气退火；喷砂、酸洗。本发明制备的板材屈服强度930~990MPa，抗拉强度1020~1100MPa，延伸率8~14%；横向弹性模量提高17%，CT值提高0.8%；强度提高10%，炮击值提高40%；几乎不用修磨。

Description

一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种钛合金加工方法，特别是一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺。

背景技术

钛合金密度小、强度高，被广泛认作是高品质高尔夫球头用材料。目前市场上高尔夫球头主要由铸造壳体和打击面板材料焊接而成。高品质的球头能防止能量损失，加大飞程，给球手带来愉悦的感觉。

除了改变结构、增大体积和提高合金力学性能外，最重要的是改善球头打击面用材料。但是由于钛合金本身弹性模量低的特点，给提高球头性能带来了瓶颈。Ti811钛合金属于近α合金，该合金的使用强度高，性能优良，是做高尔夫球头打击面板的理想材料。

因此，需要开发一种高尔夫球头用Ti811打击面板，该板材有高的强度和弹性，适合于球头用打击面板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺，可以制备3.2~4mmTi811球头用板，使用该板材制造的球头产品寿命长，弹性好，击球效果优良。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供的一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺，包括以下工艺路线：

步骤一、板坯选择：①：选料：选择零级海绵钛、Al-V合金、Al-Mo合金、TiO₂、高纯度Al粉作为原料，压制电极；②熔炼：使用真空自耗炉熔炼，熔炼3次。

步骤二、锻造铣面：①锻造加热温度为1100~1160℃；入炉前，对板坯表面局部裂纹进行修磨，修磨深度＜板坯厚度10%，深宽比≤1:10，成品板坯表面无裂纹、氧化物残留。

步骤三、热轧和退火：①粗轧：将锻造铣面得到的成品板坯装炉，装炉温度700~1000℃，加热温度1000~1100℃，加热时间以1.6±0.2min/mm计算，单向轧制，轧程变形率68~87%，道次变形率8~20%；②修磨：修磨去除表面裂纹；③精轧：装炉温度600~900℃，加热温度960~1020℃，加热时间按照1.3±0.15min/mm计算，单向轧制，轧程变形率50~65%，道次变形率4~20%；④大气退火：在700~800℃退火，保温时间45~120min，冷却速率不低于空冷。

步骤四、后处理：喷砂、酸洗去除表面氧化皮、修磨去除局部裂纹、定尺。

更具体的，所述的热轧和退火工序的参数为：粗轧的装炉温度700±10℃，加热温度1100±10℃，加热时间1.6min/mm，热轧轧程变形率80%，道次变形率15%；精轧的装炉温度600℃，加热温度1000℃，加热时间1.3min/mm，轧程变形率65%，道次变形率15%；大气退火在750℃退火。

这些参数的关键点为：单向轧制，轧制阶段道次变形率≯20%，退火时冷却速率不低于空冷。单向轧制可以使材料的原子密排方向沿横向分布，提高板材的横向弹性模量；道次变形率大于20%后，会形成表面裂纹；冷却速率低于空冷会是板材内部形成大块状α相，降低板材的延伸率。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明采用特定的轧制和热处理技术，工艺路线稳定可靠，产品性能优良。与常规方法生产球头板材相比：一、性能优良，板材屈服强度为930~990MPa，抗拉强度为1020~1100MPa，延伸率为8~14%。二、弹性好，钛合金的弹性模量一般为100~110GPa，新产品的横向弹性模量提高17%，使得板材的CT值提高0.8%。三、寿命长，强度提高10%，炮击值提高40%。四、成品修磨量小，采取一火后表面修磨处理，完全去除表面微小裂纹，然后在精轧阶段进行辅助修磨，可以保证成品板材几乎不用修磨。

具体实施方式

下面结合实施例对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1 ：

按以下工艺路线及工艺参数进行Ti811球头板生产：

一、板坯选择：①：选料：选择零级海绵钛、Al-V合金、Al-Mo合金、TiO₂、高纯度Al粉作为原料，压制电极；②熔炼：使用真空自耗炉熔炼，熔炼3次；

二、锻造铣面：①锻造加热温度为1100~1160℃，局部裂纹可修磨，修磨深度＜板坯厚度10%，深宽比≤1:10，成品板坯表面无裂纹、氧化物残留。

三、热轧和退火：①粗轧：将锻造铣面得到的成品板坯装炉，装炉温度700±10℃，加热温度1100±10℃，加热时间以1.6min/mm计算，然后进行热轧，轧程变形率80%，道次变形率15%；②修磨：修磨去除表面裂纹；③精轧：装炉温度600℃，加热温度1000℃，加热时间按照1.3min/mm计算，轧程变形率65%，道次变形率15%；④大气退火：在750℃退火，保温时间45~120min，冷却速率不低于空冷。

四、后处理：喷砂、酸洗去除表面氧化皮、修磨去除局部裂纹、定尺。

采用上述工艺方法制备的4*1000*2000规格Ti811板材，成品板材组织较为均匀，由α基体+少量片状α+点状条状β，晶粒度13级；成品板屈服强度980 MPa、抗拉强度1060MPa、横向弹性模量134GPa，延伸率14%。

对比例1（换向与不换向轧制）

和实施例1相比，其他条件不变，板坯经粗轧至厚度为20mm，分切。精轧阶段换向轧制，以粗轧阶段的宽度作为精轧阶段的长度方向，制备4.0mm规格Ti811板材，然后进行退火，表面处理。

成品板材虽然组织均匀，晶粒度为12.5级，屈服强度950MPa，抗拉强度980MPa，但是横向弹性模量仅为112GPa，不能满足要求。

对比例2（空冷和炉冷）

和实施例1相比，其他条件不变，板坯经粗轧、精轧至4.0mm板材。退火时，采用成摞退火。4张板材叠放，为防止板材变形，上加30mm普碳钢板作为压板。退火温度750℃，保温结束后，采用炉冷冷却。

成品板材晶粒度为12.5级，屈服强度977MPa，抗拉强度1020MPa，横向弹性模量135GPa，但是延伸率仅为4.5%，不能满足要求。

Claims (1)

1.一种高弹性Ti811球头用板的生产工艺，其特征是：包括以下工艺路线：

步骤一、板坯选择：①：选料：选择零级海绵钛、Al-V合金、Al-Mo合金、TiO₂、高纯度Al粉作为原料，压制电极；②熔炼：使用真空自耗炉熔炼，熔炼3次；

步骤二、锻造铣面：①锻造加热温度为1100~1160℃；入炉前，对板坯表面局部裂纹进行修磨，修磨深度＜板坯厚度10%，深宽比≤1:10，成品板坯表面无裂纹、氧化物残留；

步骤三、热轧和退火：①粗轧：将锻造铣面得到的成品板坯装炉，装炉温度700~1000℃，加热温度1000~1100℃，加热时间以1.6±0.2min/mm计算，单向轧制，轧程变形率68~87%，道次变形率8~20%；②修磨：修磨去除表面裂纹；③精轧：装炉温度600~900℃，加热温度960~1020℃，加热时间按照1.3±0.15min/mm计算，单向轧制，轧程变形率50~65%，道次变形率4~20%；④大气退火：在700~800℃退火，保温时间45~120min，冷却速率不低于空冷；

步骤四、后处理：喷砂、酸洗去除表面氧化皮、修磨去除局部裂纹、定尺。