CN1749424A - 一种多用途新型β型钛合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有高强度、高弹性、高塑性、优良的冷加工性、冷成型性和焊接性的多用途β型钛合金的组分构成及其制备方法。该型钛合金的重量百分比组成为：钒20％－23％，铝3.5％－4.5％，余量为钛和不可避免的杂质，其中低间隙元素含量铁≤1.0％，碳≤0.1％，氮≤0.05％，氢≤0.015％，氧≤0.02％。该型钛合金材料可以用于制造眼镜架、高尔夫球头或其击打面板、各种弹性元器件或标准件等。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有高强度、高弹性、高塑性、优良的冷加工性、冷成型性和焊接性的多用途β型钛合金的组分构成及其制备方法。
背景技术
钛合金具有高强度、高比强度、优良的耐腐蚀性和生物相容性等性能，已经在国民经济和社会生活的许多领域广泛应用。在国内日用品、体育用品、工程用品等领域也应用了多种钛及钛合金，例如，在国内眼镜市场，使用了纯钛、钛镍等多种钛合金用于制造眼镜架组件，其中纯钛价格较低，但存在材质柔软、弹性不足的缺点；钛镍具有超弹性性能，但其价格昂贵，并含有对人体有害的重金属元素——镍。在体育用品市场，目前高尔夫球头采用的钛合金产品存在击打面板弹性不足等缺点，在正规比赛中不能使高尔夫球击打的又高又远，同时价格昂贵又制约了高尔夫运动的广泛推广。
本发明“一种多用途新型β型钛合金”具有高强度、高弹性、优良的耐腐蚀性和生物相容性等物理及力学性能，还具有优良的冷加工、冷成型、焊接等加工性能。制造该型钛合金原料价格相对便宜，加工过程损耗小，成品率高，成品制造总体成本较低，使得该型钛合金制品能够以低廉的价格和优良的性能提供给用户，替代或取代现有的其他高价格、低弹性、生物相容性较差的钛合金制品。
发明内容
发明该型钛合金的目的是提供一种具有高强度、高弹性、优良的冷热加工性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能的新型钛合金材料。使用该合金可以制造出在日用品、体育用品、工程用品等多种领域使用的钛合金制品。
发明该型钛合金的另一目的是在眼镜架产品领域，能够利用该合金材料优良的弹性性能、耐腐蚀性、生物相容性，并依靠其优良的加工成型性能和低廉的价格优势替代或取代现有的其他高价格、低弹性、生物相容性较差的钛合金眼镜架。
发明该型钛合金的再一目的是在高尔夫球头或其击打面板、各种弹性元器件等产品领域，能够利用该合金材料在固溶时效处理后获得的高强度、高弹性、优良的抗疲劳性能和低廉的价格优势替代或取代现有的相关产品。
发明该型钛合金是将钛、钒、铝按一定配比而制成合金，由于合金组分的原材料价格相对低廉，合金本身又具有优良的耐腐蚀性和生物相容性，经过加工获得该合金制品，通过完全退火处理获得具有高弹性的丝材和型材产品用于制造眼镜架；通过消除应力退火处理获得具有高弹性的板材和锻件产品用于制造高尔夫球头或其击打面板；通过固溶时效处理获得具有高强度、高弹性的丝材和型材产品用于制造各种弹性元器件；通过完全退火处理或固溶时效处理，再经机械加工成为钛合金标准件。
附图说明
附图是该型钛合金的加工制备流程图
具体实施方式
该型钛合金的制备方法：
首先将海绵钛、铝钒合金、铝豆或铝箔按一定比例配置混合成合金料，使用油压机压制成电极块，再使用真空自耗电弧熔炼炉经二次熔炼成铸锭，后经锻造、修磨、热处理等加工工序制造成为锻件；或经锻造、修磨、轧制、热处理等加工工序制造成为板材；或经锻造、修磨、轧制、拉丝、热处理等加工工序制造成为棒材、丝材、型材；或经锻造、修磨、热处理、机加等加工工序制造成为标准件或元器件。
该型合金的力学性能：
| 状态 | 抗拉强度Rm | 屈服强度Rp0.2 | 伸长率A％ | 断面收缩率Z |
| 热加工或退火 | ≥640 | ≥540 | ≥10 | ≥55 |
| 固溶时效 | ≥980 | ≥880 | ≥7 | ≥20 |
实施例1：
采用1级海绵钛、铝钒85以及铝豆为原料，按名义成分Ti-22V-4Al(重量百分比wt％)进行配比，经混料后压制成电极块，再将电极块用氩弧焊接方法焊接成熔炼用电极，在真空自耗电弧熔炼炉中参照TC4钛合金熔炼工艺进行两次熔炼成铸锭，钛合金二次锭重量百分比组成为：钒22％，铝4％，余量为钛。使用水压机或空气锤将铸锭在1050～1150℃进行开坯锻造，经多次镦拔后成为Φ110mm的圆棒坯。然后在950℃以下进行精锻成为Φ45mm的圆棒坯。最后经机加扒皮、打磨修伤后轧制成Φ8mm线材，再磨削或修磨去除氧化皮，经辊模拉丝冷拉为Φ2mm丝材，成为眼镜架或各种弹性元器件用高表面质量的半成品丝材。
实施例2：
采用1级海绵钛、铝钒85以及铝豆为原料，按名义成分Ti-22V-4Al(重量百分比wt％)进行配比，经混料后压制成电极块，再将电极块用氩弧焊接方法焊接成熔炼用电极，在真空自耗电弧熔炼炉中进行两次熔炼成铸锭，钛合金二次锭重量百分比组成为：钒22％，铝4％，余量为钛。使用水压机或空气锤将铸锭在1050～1150℃进行开坯锻造，经多次镦拔后成为δ50mm的方板坯。然后在950℃以下进行轧制成为δ5mm的板坯。最后经喷砂、修伤、酸洗后冷轧制所需厚度的板材，经真空退火处理或真空固溶时效处理成为高尔夫球头击打面板或其他用途的成品板材。
Claims (4)
1、一种多用途新型β型钛合金，其特征在于其合金的重量百分比组成为：钒20％-23％，铝3.5％-4.5％，余量为钛和不可避免的杂质，其中低间隙元素含量铁≤1.0％，碳≤0.1％，氮≤0.05％，氢≤0.015％，氧≤0.02％。
2、根据权利要求1所述的一种多用途新型β型钛合金，其特征在于：冷加工、热加工或退火处理状态组织由β相组成；固溶时效状态组织由β相和弥散的α相组成。
3、根据权利要求1所述的一种多用途新型β型钛合金，其特征在于：该钛合金材料可以经加工成为棒材、丝材、板材、锻件、标准件及各种型材和元器件等。
4、根据权利要求1所述的一种多用途新型β型钛合金，其特征在于：该钛合金材料制品可以应用于眼镜架、高尔夫球头或其击打面板、各种弹性元器件或标准件等。
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| CN 200410073096 CN1749424A (zh) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | 一种多用途新型β型钛合金 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2004
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