專利名稱：用于制造壓力傳感器的材料及壓力傳感器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于制造壓力傳感器的材料，本發(fā)明還涉及鈦合金壓力傳感器的制備方法。
背景技術(shù)：
壓力傳感器用于航天、航空、石油、化工、電子、醫(yī)療、機(jī)械自動化設(shè)備、軋鋼機(jī)自動化控制元件中。現(xiàn)有壓力傳感器通常采用合金鋼材料制成，所以現(xiàn)有的壓力傳感器比強(qiáng)度比較小，而且不耐腐蝕，易生銹，有磁性容易受到輻射影響，傳導(dǎo)快，耐熱性不好，抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度差別大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于制造壓力傳感器的材料，具有比重小，結(jié)構(gòu)輕，比強(qiáng)度高，耐腐蝕，無磁性，導(dǎo)熱系數(shù)小，耐高溫，抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度接近的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是提供鈦合金壓力傳感器的制備方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，用于制造壓力傳感器的材料，按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成鋁5%-6%，鉬4%-5%，釩4%-5%，鉻3%-4%，鐵0. 5%_1%，硅1%- 的，其余為鈦， 以上組分的質(zhì)量百分比總和為100%。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種鈦合金壓力傳感器的制備方法，具體按照以下步驟進(jìn)行
步驟1，
按照質(zhì)量百分比選取5%-6%的鋁，4%-5%的鉬，4%-5%的釩，3%-4%的鉻，0. 5%_1%的鐵， 1%-2%的硅，其余為1-2級海綿鈦，以上各組分總量為100% ； 步驟2，
將步驟1得到的鋁、鉬、釩、鉻、鐵、硅、鈦用千噸油壓機(jī)壓制成電極，用氬弧焊焊接電極，然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱890°C -970°C，保溫時(shí)間為20分鐘-120分鐘，用旋鍛機(jī)旋鍛、退火，退火溫度 7000C -800°C、保溫時(shí)間1-2小時(shí)，然后空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。本發(fā)明的鈦合金壓力傳感器的制備方法，用于制備各種傳感器，如壓力、重量、溫度等傳感器鈦合金基體材料。同時(shí)還具備以下優(yōu)點(diǎn)
1.傳感器材料密度小強(qiáng)度高，比強(qiáng)度大。鈦合金的密度為4.51g/cm2，比重為鋼的一半多點(diǎn)，強(qiáng)度比鋁大三倍，比強(qiáng)度是不銹鋼的3. 5倍，所以是制備傳感器基體的結(jié)構(gòu)材料。2.耐鈍性能優(yōu)異。鈦的鈍性取決于氧化膜的存在。它在氧化性的介質(zhì)中的耐鈍性比在通原性介質(zhì)中要好得多。鈦在一些腐蝕性介質(zhì)中不被腐蝕，如海水、濕氯氣、亞氯酸鹽以及氯酸鹽溶液、碳酸、鉻酸、金屬氯化物、硫化物以及有機(jī)酸等，在腐蝕環(huán)境都能正常使用。3.耐熱性能好。通常鋁在150°C，不銹鋼在310°C失去原有較高熱導(dǎo)性能。而本發(fā)明的鈦合金傳感器材料在500°C左右仍保持良好的性能。4.低溫性能好。當(dāng)傳感器鈦合金基體材料強(qiáng)度隨溫度的降低而提高，但塑性降低不多。在低溫下仍有較好的延性和韌性，適宜在低溫下使用。在-253°C飛00°C范圍內(nèi)比強(qiáng)度返高，正常使用。5.無磁性不受輻射影響。用于潛艇殼體強(qiáng)磁場不受輻射影響仍能正常使用。6.傳感器鈦合金基體材料導(dǎo)熱率小，僅為鋼的1/15，鋁的1/13，銅的1/25，在任何場合下都可以利用。7.抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度接近。鈦合金傳感器基體材料抗拉強(qiáng)度大于760MPa，屈服強(qiáng)度892MPa，硬度為320HB。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的用于制造壓力傳感器的材料，按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成
鋁5%-6%，鉬4%-5%，釩4%-5%，鉻3%-4%，鐵0. 5%_1%，硅1%- 的，其余為鈦，以上組分的質(zhì)量百分比總和為100%。本發(fā)明的鈦合金壓力傳感器的制備方法，具體按照以下步驟進(jìn)行， 步驟1
選取鈦合金壓力傳感器材料，其成分為Ti-6Al-5Mo-5V-4Gr-Fe-2Si，具體按照質(zhì)量百分比選取5%-6%的鋁，4%-5%的鉬，4%-5%的釩，3%-4%的鉻，0. 5%_1%的鐵，1%- 的硅，其余為1-2級海綿鈦，以上組分的質(zhì)量百分比總和為100% ； 步驟2
將步驟1得到的各合金元素，用千噸油壓機(jī)壓制成電極，用氬弧焊焊接電極，然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱 8900C -970°C，保溫時(shí)間為20分鐘-120分鐘，用自由鍛造棒坯放旋鍛機(jī)旋鍛、退火溫度 7000C _800°C、保溫時(shí)間1-2小時(shí)，空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。氬弧焊焊接電極、水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉、鑄錠、開坯、鍛造、矯直都為現(xiàn)有的方法， 本領(lǐng)域技術(shù)人員均知曉相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。本發(fā)明的鈦合金壓力傳感器材料Ti-6Al-5Mo-5V-4Gr-Fe-2Si，為α +β鈦合金材料，合金元素起固溶強(qiáng)化作用。鋁是強(qiáng)化元素，加入了 5%_6%的鋁起到的作用是提高溶解度分布、減少比重、提高比強(qiáng)度和熱強(qiáng)性能，提高彈性模量、剪切模量。加入4%_5%的鉬的作用是改善材料耐腐性能。加入4%_5%的釩提高了強(qiáng)度，保持良好的塑形。加入3%_4%的鉻的作用是強(qiáng)化合金、增強(qiáng)彈性。加入0. 5%-1%的鐵的作用是輔助強(qiáng)化、熱處理時(shí)改變分布。加入1%- 的Si的作用是改善合金耐熱性能。本發(fā)明鈦合金壓力傳感器的制備方法，采用高強(qiáng)度鈦合金，比重小4. 5g/cm,高強(qiáng)度1250 Mpa -1700 Mpa，抗拉強(qiáng)度為890_1740Mpa，高熔點(diǎn)1668°C以上，導(dǎo)熱系數(shù)小為 0. 036cal/cm3，彈性模量小為110，無磁性，耐腐蝕。
實(shí)施例1
按照質(zhì)量百分比選取5%的鋁，4%的鉬，4%的釩，3%的鉻，0. 5%的鐵，1%的硅，82. 5%的1 級海綿鈦，將得到的鋁、鉬、釩、鉻、鐵、硅、鈦用千噸油壓機(jī)壓制成電極，用氬弧焊焊接電極， 然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱890°C，保溫時(shí)間為20分鐘，用旋鍛機(jī)旋鍛、退火，退火溫度700°C、保溫時(shí)間1小時(shí)， 然后空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。經(jīng)過測試，制得的鈦合金壓力傳感器強(qiáng)度為1250 Mpa，抗拉強(qiáng)度為890 Mpa，比重 4. 5g/cm，熔點(diǎn) 1668°C，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 036cal/cm3。實(shí)施例2
按照質(zhì)量百分比選取6%的鋁，5%的鉬，5%的銀，4%的鉻，1%的鐵，21的硅，其77%的2 級海綿鈦，將得到的鋁、鉬、釩、鉻、鐵、硅、鈦用千噸油壓機(jī)壓制成電極，用氬弧焊焊接電極， 然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱970°C，保溫時(shí)間為120分鐘，用旋鍛機(jī)旋鍛、退火，退火溫度800°C、保溫時(shí)間2小時(shí)，然后空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。經(jīng)過測試，制得的鈦合金壓力傳感器強(qiáng)度為1700 Mpa，抗拉強(qiáng)度為1740Mpa，比重 4. 5g/cm，熔點(diǎn) 1683°C，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 032cal/cm3。實(shí)施例3
按照質(zhì)量百分比選取5. 5%的鋁，4. 5%的鉬，4. 5%的釩，3. 5%的鉻，0. 7%的鐵，1. 5%的硅，79. 8%的1級海綿鈦；將得到的鋁、鉬、釩、鉻、鐵、硅、鈦用千噸油壓機(jī)壓制成電極，用氬弧焊焊接電極，然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱920°C，保溫時(shí)間為60分鐘，用旋鍛機(jī)旋鍛、退火，退火溫度750°C、 保溫時(shí)間1. 5小時(shí)，然后空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。經(jīng)過測試，制得的鈦合金壓力傳感器強(qiáng)度為1560 Mpa，抗拉強(qiáng)度為1630Mpa，比重 4. 5g/cm，熔點(diǎn) 1692°C，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 032cal/cm3。
權(quán)利要求
1.用于制造壓力傳感器的材料，其特征在于，按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成鋁5%-6%，鉬4%-5%，釩4%-5%，鉻3%-4%，鐵0. 5%_1%，硅1%- 的，其余為鈦，以上組分的質(zhì)量百分比總和為100%。
2.一種鈦合金壓力傳感器的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟進(jìn)行， 步驟1，按照質(zhì)量百分比選取5%-6%的鋁，4%-5%的鉬，4%-5%的釩，3%-4%的鉻，0. 5%_1%的鐵， 1%-2%的硅，其余為1-2級海綿鈦，以上各組分總量為100% ； 步驟2，將步驟1得到的鋁、鉬、釩、鉻、鐵、硅、鈦用千噸油壓機(jī)壓制成電極，用氬弧焊焊接電極，然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱890°C -970°C，保溫時(shí)間為20分鐘-120分鐘，用旋鍛機(jī)旋鍛、退火，退火溫度 7000C -800°C、保溫時(shí)間1-2小時(shí)，然后空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于制造壓力傳感器的材料，按照質(zhì)量百分比包括鋁5%-6%，鉬4%-5%，釩4%-5%，鉻3%-4%，鐵0.5%-1%，硅1%-2%的，其余為鈦。本發(fā)明還公開了鈦合金壓力傳感器的制備方法，將得到的鋁、鉬、釩、鉻、鐵、硅、鈦壓制成電極，用氬弧焊焊接電極，然后放入真空自耗電弧爐中通過水冷銅坩堝進(jìn)行熔煉，然后進(jìn)行鑄錠、開坯、鍛造，接著電爐加熱890℃-970℃，保溫時(shí)間為20-120分鐘，用旋鍛機(jī)旋鍛、退火，退火溫度700-800℃、保溫時(shí)間1-2小時(shí)，然后空冷、矯直，機(jī)加成鈦合金壓力傳感器。具有比重小，結(jié)構(gòu)輕，比強(qiáng)度高，耐腐蝕，無磁性，導(dǎo)熱系數(shù)小，耐高溫，抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度接近的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B23P15/00GK102259254SQ201110203529
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者楊海波, 翟麗君, 郭永喜 申請人:寶雞市三立有色金屬有限責(zé)任公司