专利名称：：一种高塑中强钛合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种高塑中强钛合金，可用于制造高尔夫球头上、下盖板，也可应用于化工、电力、机械和宇航等其他领域。
背景技术：
：钛及其合金具有重量轻、强度大、耐热性强、耐腐蚀等许多优点，被誉为"崛起的第三金属"，是一种重要的战略金属材料，对国民经济的发展、建设具有重要作用。近些年，钛在制造体育用品方面获得了越来越广泛的应用。比如，在高尔夫球头的制造中就大量使用了钛合金。冲压成形+焊接是高尔夫球头的一种生产方法,打击面一般用高强度钛合金,如:Ti-1023、Ti-153、SP700等。上盖板和下盖板一般用中等强度的钛合金板，如TC1、J1T-3B、TA3、Ti-3A1-2.5V、Ti-4Zr等。在制作上、下盖板的钛合金中，Ti-4Zr钛合金的用量很大，但在使用过程中发现Ti-4Zr钛合金的强度、硬度偏低，使用效果不太理想。在日益激烈的市场竞争中，用户希望能够开发一种冷成型能力与Ti-4Zr相当，强度比Ti-4Zr稍高、价格较低的钛合金来制造上盖板。
发明内容要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高塑中强钛合金，采用铝、钼和钒元素代替Ti-4Zr合金中的部分锆，是一种塑性与Ti4Zr钛合金相当、强度稍高的钛厶会技术方案高塑中强钛合金，其特征在于组份的重量百分比为铝为24、钼为0.52、钒为0.52、镐为0.52、余量为Ti和不可避免的杂质。一种制备上述高塑中强钛合金的方法，其特征在于步骤如下步骤l:按上述重量百分比配料、混料、压制成自耗电极；步骤2:在真空自耗电电弧炉中一次熔炼，坩埚规格为(D110mm,熔炼电压2732V，电流25003200A;步骤3:在真空自耗电电弧炉中二次熔炼得到铸锭，坩埚规格为(D150mm，熔炼电压2931V，电流40005000A。根据上述的制备方法得到的铸锭可以加工制备成板材的步骤在于步骤1:将步骤3得到的铸锭加热至11001200°C，然后锻成厚度7080mm的板坯；步骤2:清理板坯表面缺陷后加热至85(TC92(rC轧制成厚度4.05.0mm的板坯；步骤3:再加热至850°C900轧制成厚度2.53.0mm的板坯；步骤4:板坯经75(TC退火、修磨，在1200冷轧机上轧制到1.51.8mm;步骤5:经75(TC/30'退火后冷轧到1.01.2mm，经脱油、退火碱酸洗得到成品板材。有益效果本发明的高塑中强钛合金，与Ti-4Zr相比，本发明在降低锆含量的基础上加入了铝、钼和钒元素。由于合金铝强度当量和钼强度当量的增加，有效提高了合金的强度;同时由于钼和钒这两种同晶型(3稳定元素的加入，不仅改善了合金的加工性能；还细化了晶粒，提高了材料的弯曲、折弯、冲压等工艺性能。本发明提供的钛合金采用了常规的合金化熔炼工艺、加工工艺，有利于工业化生产。其中各组元主要采用中间合金的形式配入，经原料均匀混制，制备成电极，经真空自耗电弧熔炼成锻造用的铸锭，在水压机或空气锤上锻造成板坯，板坯在轧机上轧制成板材，板材经热处理后进行性能测试。经不同温度退火后检测其力学性能，Rm=700795MPa，Rp0.2=675~780MPa，22738%,70°。本发明钛合金的性能和Ti-4Zr钛合金的性能数据详见表1。从表1数据可见，经700。C左右退火后，其力学性能可满足Rn^700MPa，Rp0.2^675MPa，5^25%和70。的要求，强度明显高于Ti-4Zr钛合金，比较适合用来制造高尔夫球头。表1本发明合金和Ti-4Zr钛合金的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>Ti-4Zr钛合金(1.02.0mm板材)M态5606755003440>70图l:退火态显微组织(x500)具体实施方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述实施例1:按下述配方Ah2.7%，Mo:0.85%，V:0.76%，Zr:0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质，采用一级海绵钛，Al-V、Al-Mo和纯Zr，按上述重量百分比配料、混料、压制成自耗电极，在真空自耗电电弧炉中进行两次熔炼，其中一次柑埚规格为OllOmm，熔炼电压2732V，电流25003200A;二次熔炼坩埚规格为O150mm，熔炼电压2931V，电流40005000A。铸锭经1100120(TC加热，锻成厚度80mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加热至90(TC左右轧制成厚度4.5mm的板坯，再加热至85(TC左右轧制成厚度2.8mm的板坯。板坯经75(TC退火、修磨，在1200冷轧机上轧制到1.8mm，经750'C/30'退火后，最终冷轧到1.18mm，经脱油、退火碱酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力学性能见表2。表2实施例l的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2:按下述配方Ah4.0%,Mo:0.6%,V:0.9%,Zr:0.7%，余量为Ti和不可避免的杂质，采用一级海绵钛，Al-V、Al-Mo和纯Zr'按上述重量百分比配料、混料、压制成自耗电极，在真空自耗电电弧炉中进行两次熔炼，其中一次坩埚规格为OllOmm，熔炼电压2735V，电流25003300A;二次熔炼坩埚规格为OU50mm，熔炼电压2933V，电流40005300A。铸锭经1100120(TC加热'锻成厚度70mm的板坯，清理板坯表面缺陷。加热至100(TC左右轧制成厚度4.5mm的板坯，再加热至94(TC左右轧制成厚度2.8mm的板坯。板坯经820。C退火、修磨，在1200冷轧机上轧制到1.8mm，经820。C/30'退火后，最终冷轧到1.18mm，经脱油、退火碱酸洗等工序得到成品板材。成品板材的力学性能见表3。表3实施例2的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实验表明从实施例l和实施例2的合金综合性能可以看出，本发明的中强高塑可焊钛合金的综合性能优于Ti-4Zr钛合金，能够满足高尔夫球头盖板制作及其他民用行业的用材需要。权利要求1.一种高塑中强钛合金，其特征在于组份的重量百分比为铝为2～4、钼为0.5～2、钒为0.5～2、镐为0.5～2、余量为Ti和不可避免的杂质。2.—种制备权利要求1所述的高塑中强钛合金的方法，其特征在于步骤如下步骤l:按上述重量百分比配料、混料、压制成自耗电极；步骤2:在真空自耗电电弧炉中一次熔炼，坩埚规格为O110mm，熔炼电压2732V，电流25003200A;步骤3:在真空自耗电电弧炉中二次熔炼得到铸锭，坩埚规格为O150mm，熔炼电压293IV，电流40005000A。3.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于将铸锭制备成板材的步骤在于步骤1:将步骤3得到的铸锭加热至1100120(TC，然后锻成厚度7080mm的板坯；步骤2:清理板坯表面缺陷后加热至85(rC92(TC轧制成厚度4.05.0mm的板坯；步骤3:再加热至850°C900轧制成厚度2.53.0mm的板坯；步骤4:板坯经750。C退火、修磨，在1200冷轧机上轧制到1.51.8mm;步骤5:经75(TC/30'退火后冷轧到1.01.2mm,经脱油、退火碱酸洗得到成品板材。全文摘要本发明涉及一种高塑中强钛合金，可用于制造高尔夫球头上、下盖板，也可应用于化工、电力、机械和宇航等其他领域。其特征在于组份的重量百分比为铝为2～4、钼为0.5～2、钒为0.5～2、镐为0.5～2、余量为Ti和不可避免的杂质。采用了常规的合金化熔炼工艺，原料均匀混制后制备成电极，经真空自耗电弧熔炼成锻造用的铸锭，在水压机或空气锤上锻造成板坯，板坯在轧机上轧制成板材。与现有技术相比，由于合金铝强度当量和钼强度当量的增加，有效提高了合金的强度；同时由于钼和钒这两种同晶型β稳定元素的加入，不仅改善了合金的加工性能；还细化了晶粒，提高了材料的弯曲、折弯、冲压等工艺性能。文档编号C22F1/18GK101407873SQ20081023236公开日2009年4月15日申请日期2008年11月21日优先权日2008年11月21日发明者迪吴,张永强,王小翔,王永强,峰陈,黄永光申请人:宝鸡钛业股份有限公司