一種鈦基合金板材及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種鈦基合金板材制備方法，其特征在于：所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為：Ni?8-9％、Al?1-2％、Zn0.7-0.8％、Nb0.4-0.5％，V0.6-0.7％、Mo?0.3-0.4％、Bi0.6-0.7％、Mg0.1-0.2％、Si0.7-0.8％、Sn0.1-0.2％、Co0.07-0.08％、Cr0.04-0.05％、Ta0.02-0.03％，Ca0.07-0.08％、Y0.05-0.06％，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜,鈦合金板材組織均勻性容易控制，能充分發(fā)揮低間隙鈦合金的性能優(yōu)勢(shì)，加工的材料強(qiáng)度、韌性及塑性匹配良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鈦基合金板材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈦基合金板材及其制備方法，屬于鈦基合金制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]T1-6A1_4V是使用最廣泛、最成熟的典型的(α+β )兩相鈦合金，各國(guó)相繼研發(fā)的歷史已近四十年、并有各自的合金牌號(hào)。其成份特征為:合金元素允許波動(dòng)范圍較寬(Al:5.5% -6.75% )，雜質(zhì)允許含量較高(Fe: 0.3% max、O:0.2% max、H:0.015% max)；從而帶來(lái)較高的冶金缺陷可能性、較低的塑性和韌性及較短的使用壽命。為此，以美、英為首的少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家又在近20年開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的低間隙合金，如美國(guó)UNS R56401、ASTMF468,Grade 23、AMS4930、Ti_64ELI，英國(guó) MI318ELI，法國(guó) TA6VELI 等，廣泛應(yīng)用于低溫、醫(yī)療、艦船及飛行器等重要領(lǐng)域。其成份特征為:合金元素允許波動(dòng)范圍較窄(Al:5.5%~6.5%)，雜質(zhì)允許含量較低(Fe:0.25% max,O:0.13% max,H:0.0125% );從而帶來(lái)較小的冶金缺陷可能性、較高的塑性和韌性、較好的焊接性能及較長(zhǎng)的使用壽命。比T1-6A1-4V合金的KlC提高近一倍、da/dN降低達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)，現(xiàn)已應(yīng)用在先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)和新一代民機(jī)上。例如，美國(guó)將T1-6A1-4V和T1-6A1-4V ELI合金應(yīng)用于F-16戰(zhàn)斗機(jī)的水平尾翼轉(zhuǎn)軸、波音767的第一號(hào)駕駛艙風(fēng)檔玻璃窗骨架和UH60A “黑鷹”、SH60B “海鷹”、CH53E “超級(jí)種馬”等直升機(jī)的主旋翼、尾旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)部件。民機(jī)波音747的主起落架用的支撐梁大型模鍛件(重1545kg、長(zhǎng)6.2m、寬0.95m、投影面積4.06m2)，自1969年開(kāi)始生產(chǎn)直到如今仍在供應(yīng)中。如今，美國(guó)第四代戰(zhàn)機(jī)F22、F/A-18E/F等的T1-6Al-4V(T1-6Al-4V ELI)鈦合金應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入采用更大型 整體模鍛件的成熟應(yīng)用階段，如F22戰(zhàn)斗機(jī)零件中鈦合金占飛機(jī)重量的41%，其中T1-6A1-4V ELI又占鈦合金重量的87.5%。其中F-22后機(jī)身整體式隔框(重1590kg、長(zhǎng)3.8m、寬1.7m、投影面積5.53m2)是目前世界上最大的鈦合金閉式模鍛件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作方便、工藝可控性強(qiáng)的鈦基合金板材的制備方法。該工藝可使鈦合金板材保持良好的強(qiáng)度、斷裂韌性及塑性的匹配，板材性能批次穩(wěn)定性提高。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8-9%, Al 1-2%, Zn 0.7-0.8%, Nb 0.4-0.5%, V 0.6-0.7%, Mo 0.3-0.4%,Bi 0.6-0.7 %、Mg 0.1-0.2 %、Si 0.7-0.8 %、Sn 0.1-0.2 %、Co 0.07-0.08 %、Cr0.04-0.05%, Ta 0.02-0.03%, Ca 0.07-0.08%, Y 0.05-0.06%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，
所述方法包括以下步驟:
(I)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠，
(2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫。
[0005](3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為890°C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)；
(4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)，
(5)冷軋:先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6 %，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為保溫6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸；
(6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理；
(7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)，
(8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn)行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶 液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m,通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23-24份，Ni 11-15份，F(xiàn)e 5份，Mo5-6 份，Zn 3-4 份，
(9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C/小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金板材。
[0006]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8%, Al 1%,Ζη 0.7%, Nb 0.4%, V 0.6%, Mo 0.3%, Bi 0.6%, Mg 0.1%, Si0.7%, Sn 0.l%,Co 0.07%, Cr 0.04%, Ta 0.02%, Ca 0.07%, Y 0.05%，余量為鈦及不
可避免的非金屬夾雜。
[0007]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 9%, Al 2%,Zn 0.8%,Nb 0.5%,V 0.7%,Mo 0.4%,Bi 0.7%,Mg 0.2%, Si0.8%, Sn 0.2%,Co 0.08%, Cr 0.05%,Ta 0.03%, Ca 0.08%, Y 0.06%，余量為鈦及不
可避免的非金屬夾雜。
[0008]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.5%, Al 1.5%, Zn 0.75%, Nb 0.45%, V 0.65%, Mo 0.35%, Bi 0.65%,Mg 0.15%, Si 0.75%, Sn 0.15%, Co 0.075%, Cr 0.045%, Ta 0.025%, Ca 0.075%, Y0.055%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。
[0009]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.3%, Al 1.2%, Zn 0.73%, Nb 0.47%, V 0.68%, Mo 0.39%, Bi 0.64%,Mg 0.16%, Si 0.73%, Sn 0.16%, Co 0.078%, Cr 0.044%, Ta 0.023%, Ca 0.077%, Y0.056%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。[0010]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23份，Ni11 份，F(xiàn)e 5 份，Mo 5 份，Zn 3 份。
[0011]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，WC系金屬陶瓷成分為:WC 24份，Ni15 份，F(xiàn)e 5 份，Mo 6 份，Zn 4 份。
[0012]作為優(yōu)選，所述的鈦基合金板材的制備方法，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23.5份，Ni 13 份，F(xiàn)e 5 份，Mo 5.5 份，Zn 3.5 份。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明加工窗口較寬，組織均勻性容易控制，能充分發(fā)揮低間隙鈦合金的性能優(yōu)勢(shì)，加工的材料強(qiáng)度、韌性及塑性匹配良好，板材性能的批次穩(wěn)定性得到提高。強(qiáng)度達(dá)到指標(biāo)要求，強(qiáng)度達(dá)到1200MPa以上。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
提供一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8%, Al 1%,Ζη 0.7%, Nb 0.4%, V 0.6%, Mo 0.3%, Bi 0.6%, Mg 0.1%, Si0.7%, Sn 0.l%,Co 0.07%, Cr 0.04%, Ta 0.02%, Ca 0.07%, Y 0.05%，余量為鈦及不
可避免的非金屬夾雜，
所述方法包括以下步驟:
(1)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠，
(2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫。
[0016](3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為890°C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)；
(4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)，
(5)冷軋:先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6 %，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為保溫6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸；
(6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理；
(7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)，
(8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn)行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m，通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23份，Ni 11份，F(xiàn)e 5份，Mo 5份，Zn3份，
(9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C /小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金板材。
[0017]實(shí)施例2:
提供一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 9%, Al 2%,Zn 0.8%,Nb 0.5%,V 0.7%,Mo 0.4%,Bi 0.7%,Mg 0.2%, Si0.8%, Sn 0.2%, Co 0.08%, Cr 0.05%, Ta 0.03%, Ca 0.08%, Y 0.06%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，
所述方法包括以下步驟:
(1)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠，
(2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫。
[0018](3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為890°C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)；
(4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)，
(5)冷軋:先除去熱軋后板`材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6 %，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為保溫6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸；
(6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理；
(7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)，
(8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn)行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m，通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 24份，Ni 15份，F(xiàn)e 5份，Mo 6份，Zn4份，
(9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C/小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金板材。
[0019]實(shí)施例3:
提供一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.5%, Al 1.5%, Zn 0.75%, Nb 0.45%, V 0.65%, Mo 0.35%, Bi 0.65%,Mg 0.15%, Si 0.75%, Sn 0.15%, Co 0.075%, Cr 0.045%, Ta 0.025%, Ca 0.075%, Y
0.055%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，所述方法包括以下步驟:
(1)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠，
(2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫。
[0020](3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為890°C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)；
(4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)，
(5)冷軋:先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6 %，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為保溫6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸；
(6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理；
(7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)，
(8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn) 行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m,通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23.5份，Ni 13份，F(xiàn)e 5份，Mo 5.5份，Zn 3.5 份，
(9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C/小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金板材。
[0021]實(shí)施例4:
提供一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.3%, Al 1.8%, Zn 0.74%, Nb 0.42%, V 0.66%, Mo 0.39%, Bi 0.67%,Mg 0.14%, Si 0.73%, Sn 0.11%, Co 0.076%, Cr 0.046%, Ta 0.027%, Ca 0.079%, Y
0.051%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜，
所述方法包括以下步驟:
(1)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠，
(2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫。
[0022](3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為890°C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)；
(4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)，(5)冷軋:先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6 %，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為保溫6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸；
(6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理；
(7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)，
(8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn)行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m,通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23.6份，Ni 14份，F(xiàn)e 5份，Mo 5.9份，Zn 3.3 份，
(9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C/小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金板材。
[0023]實(shí)施例5:
提供一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.6%, Al 1.9%, Zn 0.78%, Nb 0.44%, V 0.63%, Mo 0.37%, Bi 0.69%,Mg 0.12%, Si 0.76%, Sn 0.18%, Co 0.077%, Cr 0.042%, Ta 0.025%, Ca 0.074%, Y
0.057%，余量為鈦及不可避`免的非金屬夾雜，
所述方法包括以下步驟:
(1)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠，
(2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫。
[0024](3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為890°C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)；
(4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)，
(5)冷軋:先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6 %，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸；
(6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理；
(7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)，
(8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn)行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m，通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23.3份，Ni 12份，F(xiàn)e 5份，Mo 5.8份，Zn 3.2 份，
(9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C /小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金 板材。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦基合金板材的制備方法，其特征在于:所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8-9%, Al 1-2%, Zn 0.7-0.8%, Nb 0.4-0.5%, V 0.6-0.7%, Mo 0.3-0.4%,Bi 0.6-0.7 %、Mg 0.1-0.2 %、Si 0.7-0.8 %、Sn 0.1-0.2 %、Co 0.07-0.08 %、Cr0.04-0.05%, Ta 0.02-0.03%, Ca 0.07-0.08%, Y 0.05-0.06%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜， 所述方法包括以下步驟: (1)按照鈦基合金組分進(jìn)行配料和混料，并壓制成塊狀電極，采用真空自耗電弧爐進(jìn)行熔煉，然后鑄成合金鑄錠， (2)對(duì)上述合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，首先將合金鑄錠加熱至1030°C，保溫時(shí)間為16小時(shí)；后降溫至900°C，保 溫時(shí)間為6小時(shí)；之后以100°C /小時(shí)緩慢降溫至室溫， (3)對(duì)上述進(jìn)行均勻化退火后的合金鑄錠進(jìn)行鍛造，始鍛溫度為930°C、終鍛溫度為8900C，鍛造后合金鑄錠在850°C，保溫6小時(shí)； (4)將鍛造后的合金鑄錠進(jìn)行熱軋，熱軋溫度850°C，道次變形量15%，總變形量大于70%，熱軋制后空冷至室溫，之后對(duì)板材進(jìn)行去應(yīng)力退火740°C，保溫8小時(shí)， (5)冷軋:先除去熱軋后板材表面的氧化膜，然后對(duì)板材進(jìn)行第一道次冷軋使板材的厚度減少6%，對(duì)冷軋后的板材進(jìn)行中間退火處理，中間退火溫度為600°C，中間退火時(shí)間為保溫6小時(shí)，對(duì)退火后的板材再次進(jìn)行冷軋使板材的厚度減少6%，重復(fù)執(zhí)行中間退火和冷軋步驟，直到使板材達(dá)到要求的尺寸； (6)對(duì)板材進(jìn)行淬火處理，將板材以120°C/小時(shí)的升溫速率達(dá)到淬火溫度940°C進(jìn)行水淬處理； (7)將淬火后的板材加熱至470°C，保溫9小時(shí)，而后降溫至390°C保溫5小時(shí)， (8)熱處理后對(duì)板材表面進(jìn)行處理，首先選擇多棱型250目剛玉砂進(jìn)行表面粗化處理，再采用堿性氫氧化物83 %，螯合劑6 %，乙二醇4 %、氯化鎳I %，氯化銨I %，三羥基苯5 %的表面活化劑混合物的熱溶液對(duì)加工后的鈦合金板材表面進(jìn)行活化處理，對(duì)活化后的板材進(jìn)行熱噴涂WC系金屬陶瓷；WC系金屬陶瓷顆粒大小為400 μ m，通過(guò)噴槍使WC系金屬陶瓷在板材上沉積成耐磨涂層，WC系金屬陶瓷成分為:WC 23-24份，Ni 11-15份，F(xiàn)e 5份，Mo5-6 份，Zn 3-4 份， (9)板材表面進(jìn)行處理后，將板材加熱至870°C，保溫4小時(shí)，而后以80°C/小時(shí)降溫至430°C保溫7小時(shí)，再以15°C /小時(shí)降溫至280°C保溫6小時(shí)，后隨爐冷卻至室溫得到最終的鈦合金板材。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8%, Al 1%,Ζη 0.7%, Nb 0.4%, V 0.6%, Mo 0.3%, Bi 0.6%, Mg 0.1%, Si0.7%, Sn 0.l%,Co 0.07%, Cr 0.04%, Ta 0.02%, Ca 0.07%, Y 0.05%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。
3.如權(quán)利要求1所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 9%, Al 2%,Zn 0.8%,Nb 0.5%,V 0.7%,Mo 0.4%,Bi 0.7%,Mg 0.2%, Si0.8%, Sn 0.2%, Co 0.08%, Cr 0.05%, Ta 0.03%, Ca 0.08%, Y 0.06%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。
4.如權(quán)利要求1所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.5%, Al 1.5%, Zn 0.75%, Nb 0.45%, V 0.65%, Mo 0.35%, Bi 0.65%,Mg 0.15%, Si 0.75%, Sn 0.15%, Co 0.075%, Cr 0.045%, Ta 0.025%, Ca 0.075%, Y`0.055%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。
5.如權(quán)利要求1所述的鈦基合金板材的制備方法，所述合金的各組分質(zhì)量百分含量為:Ni 8.3%, Al 1.2%, Zn 0.73%, Nb 0.47%, V 0.68%, Mo 0.39%, Bi 0.64%,Mg 0.16%, Si 0.73%, Sn 0.16%, Co 0.078%, Cr 0.044%, Ta 0.023%, Ca 0.077%, Y0.056%，余量為鈦及不可避免的非金屬夾雜。
6.如權(quán)利要求1所述的鈦基合金板材的制備方法，WC系金屬陶瓷成分為:WC23份，Ni11份，F(xiàn)e 5 份，Mo 5 份，Zn 3 份。
7.如權(quán)利要求1所述的鈦基合金板材的制備方法，WC系金屬陶瓷成分為:WC24份，Ni15 份，F(xiàn)e 5 份，Mo 6 份，Zn 4 份。
8.如權(quán)利要求1-7所述的鈦基合金板材的制備方法，WC系金屬陶瓷成分為:WC23.5份，Ni 13 份，F(xiàn)e 5 份，Mo 5.5 份，Zn 3.5 份。
【文檔編號(hào)】C22F1/18GK103695709SQ201410018634
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】張霞 申請(qǐng)人:張霞