专利名称：一种照相行业应用钛合金涂布模具材料及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种钛合金材料，特别涉及一种照相行业应用钛合金涂布模具材料及其制造方法。
背景技术：
照相工业中的涂布模具是感光乳剂涂布过程的核心部件。近年来国内先后使用过多种不锈钢制作的涂布模具，但实际应用时均不理想，这是因为感光乳剂含有腐蚀性强的卤化物，实验已证实，把0Cr14NiMn3Al置于感光乳剂溶液内浸泡24小时，就会出现树叶状的腐蚀痕迹，这种腐蚀不仅改变了涂布模具的几何形状、影响涂布效果以及减少涂布模具使用寿命，而且腐蚀物被带入感光涂料层中影响照相性能。目前，国外制作涂布模具所使用的SUS317号不锈钢(日本标准)，硬度较低(HB146)，对物料工艺过程控制要求高，使用易划伤，加工制做困难，另外，涂布系统的清洗液大多数是强氧化剂，例如NaClO，涂布模具容易被氧化。采用纯钛制作涂布模具，虽然耐蚀性令人满意，但由于纯钛硬度较低，加工精度不易控制，表面容易被划伤，进而导致涂布弊病，因此也不能满足使用要求。中国专利CN1170767A公开了一种钛合金材料，虽然该材料的耐蚀性优良，但其含有Cu元素，不宜制作照相乳剂设备。因而需要研制一种能够满足照相行业用的新的涂布模具材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种照相行业涂布模具用的钛合金材料及该材料的制造方法，使用该材料制作的照相行业涂布模具，既有令人满意的耐蚀性，不影响感光乳剂的性能，又有高硬度的特点，能满足制作照相乳剂涂布模具和供料系统中各种贮存设备的特殊要求。
本发明的技术方案是一种照相行业用钛合金涂布模具材料，其特征在于该材料的化学成份(重量百分比)是Ti基；Al5.0％～7.0％；Fe1.3％～2.2％；C0～0.05％；N0～0.035％；H0～0.0125％；O0～0.15％；其中不含Cu、Zn、Sn、Pb等对照相乳剂有影响元素。
一种照相行业用钛合金涂布模具材料的生产方法，包括a.采用零级海绵钛，工业纯铁，工业纯铝箔、铝条原料，按合金的化学成份进行配料，并压制电极；b.将压制成的电极经在真空或氩气保护下氩弧焊接，在真空自耗电弧炉中进行两次熔炼后铸成合金锭；c.将合金锭放在电炉中加热后进行锻造开坯，锻造开坯温度控制在1050℃～1150℃之间；d.对锻造开坯过的半成品放在电炉中加热后进行热加工，热加工温度控制在850℃～950℃之间，对半成品热加工的头次变形量应大于60％，热加工制成棒材或型材成品的其余火次变形量不小于40％。期间还进行α+β/β相变以上温区变形，变形量不小于30％，此循环不少于两次；若生产板材，每火次变形量不小于50％，最后一火次变形量不小于60％；其特征在于对热加工制成的棒材或型材在固熔处理状态下加工成型，材料硬度HRC≤37.2，固熔热处理制度是850℃～950℃/30min～90min/WQ，加工成型后，再经时效处理后使用，材料硬度HRC≥40，其时效热处理制度是480℃～530℃/6h～12h/AC。
采用上述技术方案，本发明充分满足了照相行业中多种介质环境特别是在高氯化银乳剂的高腐蚀的环境中的应用，同时材料硬度大。可用于生产照相行业的涂布模具、供料装置和多种贮存设备。
具体实施例方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1一种照相行业用钛合金涂布模具材料的生产方法，包括采用零级海绵钛，工业纯铁，工业纯铝箔、铝条，按(重量百分比)Al5.7％，Fe1.9％，同时将氧含量及其他杂质含量控制在要求范围，并压制电极；将压制成的电极经在真空或氩气保护下氩弧焊接，在真空自耗电弧炉中进行两次熔炼后铸成合金锭；将合金锭放在电炉中加热后进行开坯锻造，开坯锻造温度控制在1150℃；对锻造开坯过的半成品放在电炉中加热后进行热加工，热加工温度控制在900℃；对半成品热加工的头次变形量为70％，其余火次变形量为45％，期间还进行α+β/β相变以上温区变形，变形量为35％，此循环进行三次，最后制成棒材；对热加工制成的棒材进行热处理，其固熔热处理制度是850℃/30min/WQ，此时材料的硬度HRC值为34.5；加工成型后，再经时效处理后使用，其时效热处理制度是480℃/8h/AC，此时材料的硬度HRC值为42，得到样品1，对样品进行成份分析，结果见表1。
实施例2采用零级海绵钛，工业纯铁，工业纯铝箔、铝条，按(重量百分比)Al7.0％，Fe1.3％，同时将氧含量及其他杂质含量控制在要求范围，并压制电极；将压制成的电极经在真空或氩气保护下氩弧焊接，在真空自耗电弧炉中进行两次熔炼后铸成合金锭；将合金锭放在电炉中加热后进行开坯锻造，开坯锻造温度控制在1050℃；对锻造开坯过的半成品放在电炉中加热后进行热加工，热加工温度控制在950℃；对半成品热加工的头次变形量65％，其余火次变形量为40％，期间还进行α+β/β相变以上温区变形，变形量为30％，此循环进行二次，最后制成棒材；对热加工制成的棒材进行热处理，其固熔热处理制度是950℃/50min/WQ，此时材料的硬度HRC值为37.2；加工成型后，再经时效处理后使用，其时效热处理制度是530℃/6h/AC，此时材料的硬度HRC值为42.5，得到样品2，对样品进行成份分析，结果见表1。
实施例3采用零级海绵钛，工业纯铁，工业纯铝箔、铝条，按(重量百分比)Al5.0％，Fe2.2％，同时将氧含量及其他杂质含量控制在要求范围，并压制电极；将压制成的电极经在真空或氩气保护下氩弧焊接，在真空自耗电弧炉中进行两次熔炼后铸成合金锭；将合金锭放在电炉中加热后进行开坯锻造，开坯锻造温度控制在1100℃；将板坯放在电阻炉，加热温度控制在850℃，用200吨真空轧机两火轧制，第一火次变形量为65％，最后一火次变形量为80％，最后获得板材。对热加工制成的板材进行热处理，其固熔热处理制度是910℃/90min/WQ，此时材料的硬度HRC值为36.7；加工成型后，再经时效处理后使用，其时效热处理制度是520℃/12h/AC，此时材料的硬度HRC值为42.8，得到样品3，对样品进行成份分析，结果见表1。
耐蚀实施例1取上述样品1一样片，用砂纸磨光各面，用去离子水、酒精清洗干净，在100℃下烘干2小时，冷却，分别在青乳剂全浸泡和半浸泡两样品，浸泡时间分别为144小时、316小时和544小时。洗净腐蚀(HF∶HNO3∶H2O＝1∶3∶7)后样品，进行金相观察(OLYMPUS)、扫描电镜(JSM-5800)和能谱仪(LINK ISIS)分析。发现合金腐蚀缓慢，约为0.000mm/a-0.0107mm/a属极耐腐蚀材料，均匀耐蚀率见附表4。
耐蚀实施例2感光乳剂中黄乳剂是腐蚀性最强，且半浸泡比全浸泡腐蚀性强，本实施例采取半浸泡腐蚀实验。用研磨膏研磨上述样品2一样片各面，用去离子水、酒精清洗干净，在100℃下烘干2小时，冷却，在黄乳剂浸泡该样片，浸泡时间为144小时，用蛋白酶溶液在室温下浸泡1小时后取出，洗净腐蚀后样品，进行金相观察、扫描电镜和能谱分析。发现合金腐蚀缓慢，约为0.03mm/a-0.04mm/a属极耐腐蚀材料，均匀耐蚀率见附表4。
耐蚀实施例3取上述样品3一样片，使之洁净干燥后称重，另取大小相当重量相同双相钢样品，分别全浸泡和半浸泡于NaClO(0.8％W)溶液和NaOH(0.4％W)溶液中，控制温度40.2℃，分别浸泡6小时、8小时和12小时，取出洗净干燥称重，观察表面腐蚀情况。试验结果如附表4。
缝隙耐蚀实施例4取上述样品1一样片，试样经热处理后，先用磨掉样品氧化皮，然后在样品中间钻一个Φ100mm的孔，用砂纸磨光样片各面，用去离子水、酒精清洗干净，烘干冷却，将两片试样用纯钛螺栓拧紧，试样之间用两片δ0.2mm×1mm×15mm的钛片隔离开来，作出0.2mm的缝隙，将样品投入黄乳剂，浸泡144、480、984小时后取出，进行表面扫描电镜和能谱分析，发现浸泡144小时后没有发生明显腐蚀现象，能谱分析各元素含量如附表4。
电化学耐蚀实施例5取上述样品1一样片，在乳剂中的电化学腐蚀见附表4所示。
照相性能试验实施例取样品1尺寸为20mm×20mm×2mm样片精研，浸泡到SA-2彩纸黄乳剂中，在42℃下分别浸泡0小时、3小时、6小时和9小时，涂布片环观测其灰雾变化，发现材料对照相性能影响极小。试验数据如附表3。
附表1本发明钛合金材料成份分析数据
附表2本发明钛合金硬度实验数据
附表3照相性能实验数据
附表4本发明钛合金材料在各种介质中耐蚀性实验数据
从表中数据可以看出，本发明的钛合金材料的硬度和耐腐蚀性能不仅在多种介质特别是在高氯化银乳剂中满足照相业的特殊要求，而且不影响照相性能。
权利要求
1.一种照相行业用钛合金涂布模具材料，其特征在于该材料的化学成份(重量百分比)是Ti基；Al5.0％～7.0％；Fe1.3％～2.2％；C0～0.05％；N0～0.035％；H0～0.0125％；O0～0.15％。
2.一种照相行业用钛合金涂布模具材料的生产方法，包括a.采用零级海绵钛，工业纯铁，工业纯铝箔、铝条原料，按合金的化学成份进行配料，并压制电极；b.将压制成的电极经在真空或氩气保护下氩弧焊接，在真空自耗电弧炉中进行两次熔炼后铸成合金锭；c.将合金锭放在电炉中加热后进行锻造开坯，锻造开坯温度控制在1050℃～1150℃之间；d.对锻造开坯过的半成品放在电炉中加热后进行热加工，热加工温度控制在850℃～950℃之间，对半成品热加工的头次变形量应大于60％，热加工制成棒材或型材成品的其余火次变形量不小于40％；期间还进行α+β/β相变以上温区变形，变形量不小于30％，此循环不少于两次；若生产板材，每火次变形量不小于50％，最后一火次变形量不小于60％；其特征在于对热加工制成的棒材或型材在固熔处理状态下加工成型，材料硬度HRC≤37.2，固熔热处理制度是850℃～950℃/30min～90min/WQ，加工成型后，再经时效处理后使用，材料硬度HRC之40，其时效热处理制度是480℃～530℃/6h～12h/AC。
3.根据权利要求1所述照相行业用钛合金涂布模具材料，特征在于，其中所述的钛合金涂布模具材料用于生产照相行业涂布嘴和供料装置及多种贮存设备。
全文摘要
本发明涉及一种钛合金材料，特别涉及一种照相行业应用钛合金涂布模具材料及其制造方法，该钛合金涂布模具材料化学成分(重量百分比)是Ti基；Al5.0％～7.0％；Fe1.3％～2.2％；C0～0.05％；N0～0.035％；H0～0.0125％；O0～0.15％，该合金经熔炼锻造及固熔处理850℃～950℃/30min～90min/WQ，成为便于机加工的软态材料，其硬度HRC≤37.2；加工成坯料部件后经时效热处理450℃～550℃/6h～12h/AC，其硬度HRC≥40，本发明钛合金涂布模具材料不仅在多种介质特别是在高氯化银乳剂中耐腐蚀强，而且不影响照相性能，适用于生产照相相业的涂布模具和各种贮存设备等，本发明提供的钛合金材料不含稀贵金属，具有市场竞争力。
文档编号G03C1/74GK1508272SQ0215661
公开日2004年6月30日 申请日期2002年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者王凯, 谭绍勐, 黄尚鸿, 马超, 于振涛, 邓超, 李 东, 邓矩, 杨华斌, 王 凯 申请人:中国乐凯胶片集团公司, 西北有色金属研究院