[發(fā)明專(zhuān)利]高密度鈦合金體的制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00121492.6
• 申請(qǐng)日: 2000-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1335415A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹淑玉;鄭錦樑
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 創(chuàng)世紀(jì)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C1/04
• 分類(lèi)號(hào): C22C1/04;C22C14/00;B22F3/16
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 甘玲

本發(fā)明涉及一種高密度鈦合體的制造方法，尤其涉及一種利用粉末治金燒結(jié)方法而成的高密度鈦合金體制造方法。

鈦材料本身是一種高強(qiáng)度且質(zhì)輕耐腐蝕的優(yōu)良材料，以往的鈦合金成型體制造方法大體上有鑄造、燒結(jié)、以及板材沖壓成型等方法。其中，以鑄造方法成型者雖可達(dá)較高的強(qiáng)度，但品質(zhì)不穩(wěn)定，產(chǎn)量有限，且成本高；以燒結(jié)方法成型者致密度不高，拉伸強(qiáng)度、延展性、強(qiáng)度不足；以板材沖壓方式成型者，受限于鈦合金的高硬度，模具損耗程度高，且形狀變化不多且不夠精確，例如直角部位成型不理想。而且，就燒結(jié)方式而言，在某些應(yīng)用方面，為改良其強(qiáng)度的不足，除了傳統(tǒng)的直接以鈦粉擠壓成型方式外，亦有利用粉末注射成型方式者。其中，就傳統(tǒng)擠壓成型方式而言，為使鈦合金生胚易于脫離模具，不會(huì)造成卡模，必須使用大量的脫模劑；然因傳統(tǒng)燒結(jié)方式無(wú)法將脫模劑完全排除，造成燒結(jié)所得的鈦合金體的密度不高。就注射成型方式而言，一方面為了燒結(jié)致密性，會(huì)使用較小顆粒的鈦合金粉；再一方面為利于脫模，亦會(huì)使用大量的脫模劑，且使用量比傳統(tǒng)燒結(jié)法更多；另一方面為了排除大量的脫模劑，使用一種化學(xué)淬取方法通過(guò)特殊設(shè)備來(lái)排除脫模劑；只是該化學(xué)脫模劑排除方法不僅成本高、時(shí)間長(zhǎng)，且經(jīng)該方法所得的鈦合金體成品的密度亦僅能達(dá)到理想值的95％，且強(qiáng)度亦不及鑄造品。

另外，由于鈦合金具有優(yōu)良性質(zhì)，其運(yùn)用范圍愈趨廣泛，除了眼鏡架外，亦試圖用于其它方面，例如高爾夫球桿的擊球面等。然而，若以鑄造配合切割方式制成，會(huì)有成本相當(dāng)高的問(wèn)題。若以沖壓成型方式制成，會(huì)有無(wú)法沖出一具良好構(gòu)形的問(wèn)題；而且，擊球面一般會(huì)設(shè)有一非常淺的凹陷邊緣，便利于組裝至桿頭上，因而該凹陷邊緣的角度必須非常精準(zhǔn)。另外，若以習(xí)知燒結(jié)方式制成，會(huì)有強(qiáng)度不夠、不適用于諸如擊球面等需要相當(dāng)高強(qiáng)度的產(chǎn)品上的問(wèn)題。因此，上述各種長(zhǎng)久習(xí)用的方法顯然無(wú)法制得一兼具較低成本、較高穩(wěn)定度、較精確構(gòu)形、較高強(qiáng)度、以及較高密度的鈦合金體。

本發(fā)明的目的在于提供一種兼具較低制造成本、較精確構(gòu)形、較高強(qiáng)度的高密度鈦合金體制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)了一種高密度鈦合金體的制造方法，其包含：一拌粉造粒步驟，將鈦粉與其它合金粉相混合并制成顆粒狀鈦合金粉；一高壓擠壓成型步驟，利用模具將該等鈦合金粉顆粒通過(guò)高壓擠壓成一特定形狀物體生胚；以及，一高溫?zé)Y(jié)步驟，對(duì)該生胚進(jìn)行高溫加熱，而制成一鈦合金體。

通過(guò)上述方法，雖以燒結(jié)方法制成，但因在開(kāi)始時(shí)先將鈦粉與合金粉制成顆粒狀，并以高壓擠壓成型方式形成鈦合金體生胚，且以高溫進(jìn)行燒結(jié)，將可以防止生胚在擠壓成型步驟中產(chǎn)生卡模問(wèn)題，并能使鈦合金體生胚中的粘結(jié)劑、脫模劑等確實(shí)移除，而使鈦合金燒結(jié)體的密度大為提高。而且，該鈦合金粉顆粒的直徑最好大于150篩目，擠壓壓力最好大于每平方厘米2.8頓(Ton/cm²)，且溫度最好高于1200℃，如此一來(lái)，將可以制得一密度高達(dá)理想值的99％以上的高密度鈦合金體。

本發(fā)明的目的、特征及功效可通過(guò)參考下列附圖所示的較佳實(shí)施例的說(shuō)明而更為明了。

附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為一適用于本發(fā)明所述方法制造的鈦合金擊球面截面示意圖。

圖2為一根據(jù)本發(fā)明的方法的流程示意圖。

圖3為一顯示特定溫度下成型壓力與燒結(jié)密度間的關(guān)系的曲線圖。附圖符號(hào)的說(shuō)明

1?擊球面

11?階梯狀凹陷部

12?橫溝

2?鈦粉

3?合金粉

4?鈦合金顆粒

5?擊球面生胚

優(yōu)選具體實(shí)施例的說(shuō)明

圖1顯示一種尤其適用于以本發(fā)明所述方法制成的高爾夫球桿擊球面1的截面示意圖。如圖1所示，高爾夫球桿擊球面1的周緣具有一階梯狀凹陷部11，供嵌合至桿頭(未示出)上，此外，在擊球面1的表面上，形成有多數(shù)橫溝12，用以增加止滑效果。其中，凹陷部11的彎角幾乎成直角狀，橫溝12的底部截面亦呈凹狀。

圖2顯示一根據(jù)本發(fā)明的方法的工藝示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的高密度鈦合金體制造方法，首先將鈦粉2與鋁、釩等其它合金粉3加以混合并制成顆粒狀而得到鈦合金顆粒4，其中鈦粉約占90％，其它例如鋁粉6％、釩粉3％等。另外，為制得較高密度鈦合金體，鈦粉的粒徑最好低于325篩目。且其氯含量最好低于0.15％。而且，為避免稍后在利用模具成型當(dāng)中造成卡模問(wèn)題，鈦合金顆粒的大小最好約略大于150篩目。