一種高精度純鈦棒材的制備方法
【專利摘要】一種高精度純鈦棒材的制備方法，包括：坯料準(zhǔn)備、下料、開坯鍛造、變形加工、退火處理、熱矯直、車削加工、精整片、檢驗(yàn)成品包裝。對(duì)棒材進(jìn)行車削加工時(shí)，可將棒材直徑直接加工到成品棒材尺寸，車削棒材時(shí)產(chǎn)生的廢屑可重新回收利用，提高了經(jīng)濟(jì)價(jià)值；精整處理時(shí)加熱溫度較低，對(duì)棒材的金相組織影響小，延長(zhǎng)了棒材使用壽命，增加了棒材機(jī)械強(qiáng)度；同時(shí)較低的加熱溫度，使得棒材表面氧化皮極薄，矯直時(shí)棒材整體壓痕較小，矯直后不需磨削加工，直接兩次拋光即可達(dá)到成品棒材對(duì)粗糙度1.6μm和尺寸公差要求。
【專利說明】一種高精度純鈦棒材的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度純鈦棒材的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]現(xiàn)有醫(yī)用鈦合金棒材的制備方法，在精整處理時(shí)一般采用去應(yīng)力矯直法，在精整處理前車削加工時(shí)，棒材最小需留30-40絲的余量，而且采用此方法加熱時(shí)棒材溫度較高，一般純鈦棒材需加熱到550-600°C，鈦合金棒材需加熱到650-700度，在這樣的高溫條件下，棒材表面的氧化皮較厚，材質(zhì)整體變軟，矯直時(shí)棒材整體壓痕較深，最小值也會(huì)達(dá)到10絲而僅靠拋光不能消除這些不利因素，因此必須通過磨削才能消除這些不利因素，麿削加工粗糙度達(dá)6.4um，必須還要進(jìn)行兩次拋光才能達(dá)到成品棒材的要求，而且麿削加工費(fèi)工費(fèi)時(shí)，產(chǎn)生的磨肩與砂粒摻雜一起，回收價(jià)值較低，因此有必要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:提供一種高精度鈦棒材的制備方法，在精整處理后無(wú)需磨削加工，直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光處理即可達(dá)到成品棒材要求的粗糙度1.6um和尺寸公差要求。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種高精度純鈦棒材的制備方法，包含下述步驟:
[0006](I)坯料準(zhǔn)備，選用符合GB/T13810-2007標(biāo)準(zhǔn)要求的純鈦?zhàn)鳛榕髁?
[0007](2)開坯鍛造，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱到980_1050°C，保溫3_5小時(shí)，錘打純鈦坯料，使其變形率達(dá)到55-60 %，得到純鈦坯錠；
[0008](3)將純鈦坯錠切成成品棒材需要重量的小純鈦坯錠；
[0009](4)變形加工，將小純鈦坯錠再次放入電阻爐內(nèi)加熱到880-950°C，保溫3_5小時(shí)，用線材軋制設(shè)備使小純鈦坯錠變形率達(dá)到50-65%，制成純鈦棒材；
[0010](5)退火處理，將純鈦棒材放入加熱爐內(nèi)加熱至660-700°C，保溫40至60分鐘；
[0011](6)熱矯直，將保溫后的純鈦棒材使用6輥初矯直機(jī)進(jìn)行熱矯直并空冷；
[0012](7)將空冷后的純鈦棒材用無(wú)心車床車削到成品棒材尺寸；
[0013](8)精整處理，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱至300_450°C，取出后放入10輥精矯直機(jī)內(nèi)進(jìn)行精密矯直達(dá)到0.5/1000mm直線度要求，然后直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光處理即可達(dá)到成品棒材要求。
[0014]步驟⑵和步驟(3)中，所述錘打設(shè)備為液壓機(jī)、氣錘或電液錘。
[0015]優(yōu)選地，上述步驟(2)中，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱到980-1000°C。
[0016]優(yōu)選地，上述步驟(4)中，將小純鈦坯錠再次放入電阻爐內(nèi)加熱到900_950°C。
[0017]優(yōu)選地，上述步驟⑶中，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱至300-400。。。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)精整處理前對(duì)棒材進(jìn)行車削加工時(shí)，可以將棒材直徑直接加工到成品棒材尺寸，車削棒材時(shí)產(chǎn)生的廢肩可重新回收利用，經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高；
[0020](2)精整處理時(shí)加熱溫度較低，對(duì)棒材的金相組織影響小，幾乎沒有改變，延長(zhǎng)了棒材的使用壽命，增加了棒材的機(jī)械強(qiáng)度；
[0021](3)精整處理時(shí)因加熱溫度較低，棒材表面的氧化皮極薄，矯直時(shí)棒材整體的壓痕較小，矯直后不需磨削加工而直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光即可達(dá)到成品棒材對(duì)粗糙度1.6um和尺寸公差要求；
[0022](4)省去一道磨削加工工序，節(jié)省人力、物力和財(cái)力。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合棒材直徑公差等級(jí)在h7-h8之間、直徑為9.5mm，長(zhǎng)度為3m的高精度鈦棒材的制備過程，對(duì)【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]首先，選用直徑為360mm，長(zhǎng)度為1.7m的純鈦坯料，切除經(jīng)超聲波探傷后確定存在缺陷的部分；其次，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱至980°C，恒溫保溫3小時(shí)，選液壓機(jī)、氣錘或電液錘中的一種，使純鈦坯料變形率達(dá)到55%，將純鈦坯料鍛造成方口為190mm的純鈦坯錠，打磨去除毛刺及裂紋等表面缺陷，然后根據(jù)成品棒材需要的重量/規(guī)格將純鈦坯錠切斷成為小純鈦坯錠，第四步，將小純鈦坯錠放入電阻爐內(nèi)加熱至950°C，保溫3小時(shí)，選液壓機(jī)、氣錘或電液錘中的一種使小純鈦坯錠變形率達(dá)到65%，將小純鈦坯錠鍛造成直徑為60_的純鈦棒材，第五步，經(jīng)檢查，切除純鈦棒材的裂開部分并修磨表面裂紋，再對(duì)純鈦棒材作再結(jié)晶退火處理，退火溫度為660°C，保溫時(shí)間為60分鐘；第六步，對(duì)經(jīng)退火處理后的純鈦棒材，采用6輥粗矯直機(jī)進(jìn)行熱矯直，消除純鈦棒材較大的彎度變形并空冷；第七步，將空冷后的純鈦棒材用30型無(wú)心車床車削到成品棒材尺寸，只需留0.05mm左右的余量即可；第八步，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱到300°C，取出后放入10輥精矯直機(jī)內(nèi)矯直，因?yàn)榫幚頃r(shí)純鈦棒材溫度只有300°C，在純鈦棒材表面產(chǎn)生的氧化皮很薄，而且矯直時(shí)純鈦棒材整體的壓痕很淺，只有0.005-0.01mm，所以不需對(duì)純鈦棒材再進(jìn)行磨削加工，直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光處理即可達(dá)到成品棒材對(duì)粗糙度1.6um和尺寸公差要求。最后采用激光測(cè)徑儀對(duì)成品棒材進(jìn)行外徑檢測(cè)，并對(duì)其化學(xué)成分、物理性能及晶相組織按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行包裝發(fā)貨。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]首先，選用直徑為360mm，長(zhǎng)度為1.7m的純鈦坯料，切除經(jīng)超聲波探傷后確定存在缺陷的部分；其次，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱至1050°C，恒溫保溫5小時(shí)，選液壓機(jī)、氣錘或電液錘中的一種，使純鈦坯料變形率達(dá)到60%，將純鈦坯料鍛造成方口為190mm的純鈦坯錠，打磨去除毛刺及裂紋等表面缺陷，然后根據(jù)成品棒材需要的重量/規(guī)格將純鈦坯錠切斷成為小純鈦坯錠，第四步，將小純鈦坯錠放入電阻爐內(nèi)加熱至880°C，保溫5小時(shí)，選液壓機(jī)、氣錘或電液錘中的一種使小純鈦坯錠變形率達(dá)到50%，將小純鈦坯錠鍛造成直徑為60_的純鈦棒材，第五步，經(jīng)檢查，切除純鈦棒材的裂開部分并修磨表面裂紋，再對(duì)純鈦棒材作再結(jié)晶退火處理，退火溫度為700°C，保溫時(shí)間為40分鐘；第六步，對(duì)經(jīng)退火處理后的純鈦棒材，采用6輥粗矯直機(jī)進(jìn)行熱矯直，消除純鈦棒材較大的彎度變形并空冷；第七步，將空冷后的純鈦棒材用30型無(wú)心車床車削到成品棒材尺寸，只需留0.05mm左右的余量即可；第八步，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱到450°C，取出后放入10輥精矯直機(jī)內(nèi)矯直，因?yàn)榫幚頃r(shí)純鈦棒材溫度只有450°C，在純鈦棒材表面產(chǎn)生的氧化皮很薄，而且矯直時(shí)純鈦棒材整體的壓痕很淺，只有0.008-0.012_，所以不需對(duì)純鈦棒材再進(jìn)行磨削加工，直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光處理即可達(dá)到成品棒材對(duì)粗糙度1.6um和尺寸公差要求。最后采用激光測(cè)徑儀對(duì)成品棒材進(jìn)行外徑檢測(cè)，并對(duì)其化學(xué)成分、物理性能及晶相組織按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行包裝發(fā)貨。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]首先，選用直徑為360mm，長(zhǎng)度為1.7m的純鈦坯料，切除經(jīng)超聲波探傷后確定存在缺陷的部分；其次，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱至1000°c，恒溫保溫5小時(shí)，選液壓機(jī)、氣錘或電液錘中的一種，使純鈦坯料變形率達(dá)到58%，將純鈦坯料鍛造成方口為190mm的純鈦坯錠，打磨去除毛刺及裂紋等表面缺陷，然后根據(jù)成品棒材需要的重量/規(guī)格將純鈦坯錠切斷成為小純鈦坯錠，第四步，將小純鈦坯錠放入電阻爐內(nèi)加熱至900°C，保溫5小時(shí)，選液壓機(jī)、氣錘或電液錘中的一種使小純鈦坯錠變形率達(dá)到65%，將小純鈦坯錠鍛造成直徑為60_的純鈦棒材，第五步，經(jīng)檢查，切除純鈦棒材的裂開部分并修磨表面裂紋，再對(duì)純鈦棒材作再結(jié)晶退火處理，退火溫度為700°C，保溫時(shí)間為40分鐘；第六步，對(duì)經(jīng)退火處理后的純鈦棒材，采用6輥粗矯直機(jī)進(jìn)行熱矯直，消除純鈦棒材較大的彎度變形并空冷；第七步，將空冷后的純鈦棒材用30型無(wú)心車床車削到成品棒材尺寸，只需留0.05mm左右的余量即可；第八步，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱到400°C，取出后放入10輥精矯直機(jī)內(nèi)矯直，因?yàn)榫幚頃r(shí)純鈦棒材溫度只有400°C，在純鈦棒材表面產(chǎn)生的氧化皮很薄，而且矯直時(shí)純鈦棒材整體的壓痕很淺，只有0.008-0.011_，所以不需對(duì)純鈦棒材再進(jìn)行磨削加工，直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光處理即可達(dá)到成品棒材對(duì)粗糙度1.6um和尺寸公差要求。最后采用激光測(cè)徑儀對(duì)成品棒材進(jìn)行外徑檢測(cè)，并對(duì)其化學(xué)成分、物理性能及晶相組織按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行包裝發(fā)貨。
[0030]上述實(shí)施例，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度純鈦棒材的制備方法，其特征在于，包含下述步驟: (1)坯料準(zhǔn)備，選用符合GB/T13810-2007標(biāo)準(zhǔn)要求的純鈦?zhàn)鳛榕髁? (2)開坯鍛造，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱到980-1050°C，保溫35至45分鐘，錘打純鈦坯料，使其變形率達(dá)到55-60 %，得到純鈦坯錠； (3)將純鈦坯錠切成成品棒材需要重量的小純鈦坯錠； (4)變形加工，將小純鈦坯錠再次放入電阻爐內(nèi)加熱到880-950°C，保溫35至45分鐘，用線材軋制設(shè)備使小純鈦坯錠變形率達(dá)到50-65%制成純鈦棒材； (5)退火處理，將純鈦棒材放入加熱爐內(nèi)加熱至660-700°C，保溫30至50分鐘； (6)熱矯直，將保溫后的純鈦棒材使用6輥初矯直機(jī)進(jìn)行熱矯直并空冷； (7)將空冷后的純鈦棒材用無(wú)心車床車削到成品棒材尺寸； (8)精整處理，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱至300-450°C，取出后放入10輥精矯直機(jī)內(nèi)進(jìn)行精密矯直達(dá)到0.5/1000mm直線度要求，然后直接進(jìn)入拋光機(jī)進(jìn)行兩次拋光處理即可達(dá)到成品棒材要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度純鈦棒材的制備方法，其特征在于:上述步驟(2)和步驟(3)中，所述錘打設(shè)備為液壓機(jī)、氣錘或電液錘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度純鈦棒材的制備方法，其特征在于:上述步驟(2)中，將純鈦坯料放入電阻爐內(nèi)加熱到980-1000°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度純鈦棒材的制備方法，其特征在于:上述步驟(4)中，將小純鈦坯錠再次放入電阻爐內(nèi)加熱到900-950°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度純鈦棒材的制備方法，其特征在于:上述步驟(8)中，將車削后的純鈦棒材放入箱式電爐內(nèi)加熱至300-400 0C。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104493433SQ201410674821
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】岑偉, 郭雷 申請(qǐng)人:青島麥特瑞歐新材料技術(shù)有限公司