[發明專利]一種鈦合金的制備方法及其用途

有效

• 申請號: 201510079859.0
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104561620B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 任利娜;鞠鶴
• 申請（專利權）人: 西安泰金工業電化學技術有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C14/00;C22F1/18;C25D1/04
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所61219
• 代理人: 張瑞琪

技術領域

本發明屬于金屬鈦材冶煉技術領域，具體涉及一種鈦合金的制備方法及其用途。

背景技術

隨著我國電解銅箔產業的迅速發展，生產銅箔的關鍵設備——陰極輥的需求量也在逐年大幅度增長，特別是電解效率高的大規模鈦陰極輥的需求量也在逐年攀升。陰極輥被稱為電解銅箔之母，原因在于銅箔是陰極輥表面晶體的延續，是陰極輥表面的鏡像，陰極輥表面的晶粒細小，銅箔結晶就細致，反之，銅箔結晶就粗大。所以要求輥面的晶粒微觀幾何形狀一致，大小均勻，排列一致。同時，陰極輥常年浸泡在硫酸銅溶液中，且要定期清除銅箔剝離后的殘存物及研磨等檢修工作，所以陰極輥表面應具有組織細膩，晶粒度等級高、高抗塑變能力，高硬度，優良的耐磨性等優點，陰極輥整個部件要有很好的旋轉精度、尺寸精度和穩定性，以及長的接觸疲勞壽命和良好的機械加工性能等。國產的傳統工業純鈦TA1由于具備良好的加工性能和耐蝕性能被廣泛應用于鈦陰極輥的制造中，但其在應用過程中也存在一些缺點：

1、傳統用于制造陰極輥的國產8-12mm厚熱軋鈦板，普遍存在晶粒度粗大的，幾何形狀大小不一致的問題，造成銅箔毛面的粗糙面凹凸不平非常不均勻。

2、在電解制造銅箔的過程中，陰極輥一直浸泡在硫酸銅溶液中，表面一直受到電化學腐蝕，尤其是槽液溫度偏高，電流密度偏大，工藝酸度偏高，銅離子循環量不足時，陰極輥表面加速腐蝕。在這種復雜環境中長時間服役，陰極輥表面腐蝕層增厚到一定程度時，必須得維修甚至更換。

3、工業純鈦TA1雖然有較好的耐腐蝕性和加工性能，但是硬度及剛度都相對較差，定期清除陰極輥表面的殘存物、腐蝕層及研磨工序等后處理工作都要求陰極輥表面材質必須具有高抗塑變能力，高硬度，優良的耐磨性等優點，在實際生產中，此類缺點也有顯現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種鈦合金的制備方法，該方法使鈦合金的組織更加均勻、細化，材料表現出良好的尺寸加工性能和結構穩定性能，且不增加生產成本。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種鈦合金的制備方法，包括以下：將Y₂O₃加入到海綿鈦中混合，在真空熔煉爐中熔煉鑄成鈦錠；所述Y元素和海綿鈦的質量比為0.6～3.0：1。

進一步地，真空熔煉爐中的真空度不大于1.0*10^-1Pa。

進一步地，鈦錠在真空熔煉爐中三次熔煉而成。

進一步地，在熔煉鑄成鈦錠前，將Y₂O₃與海綿鈦壓制成電極，然后采用氬弧焊接的方式將多個電極連接成電極桿。

進一步地，還包括將所述鈦錠進行粗開坯鍛造，將所述鈦錠加入到加熱爐中，在爐溫為900℃的條件下保溫1h后，三墩三拔鍛造處理，得粗處理的鈦合金板坯。

進一步地，鈦合金用于制備成鈦合金板、鈦合金棒、鈦合金絲或鈦合金管。

本發明還公開了鈦合金的用途，該鈦合金用于制備鈦合金板，鈦合金板采用如下制備：

步驟一、將粗處理的鈦合金板坯放在軋機上，在溫度為900℃～1000℃的條件下熱軋，熱軋后保持該溫度80min～120min，得初處理的鈦合金板坯；

步驟二、將步驟一中所得的初處理的鈦合金板坯由軋機在溫度為450℃～600℃的條件下溫軋，溫軋后保持該溫度30min～60min，空氣冷卻至室溫，得再處理后的鈦合金板坯；

步驟三、將步驟二中所得的再處理后的鈦合金板坯在500～700℃的溫度下保溫0.5h～1h，然后采用600℃/30min的速率冷卻，得到成品鈦合金板。

進一步地，步驟二中的溫軋溫度為500℃～550℃。

進一步地，鈦合金板用于制造陰極輥的外筒套。

本發明一種鈦合金的制備方法及其用途，采用該方法制備的鈦合金，1、該鈦合金硬度高、抗拉強度高、延展性好、耐磨性好，使其成為制備陰極輥外筒套的材料。2、該鈦合金具有優良的耐腐蝕性，適用于酸、堿等腐蝕較強的環境。3、稀土元素釔的加入，使合金的組織更加均勻、細化，材料表現出良好的尺寸加工性能和結構穩定性能。4、該鈦合金無磁性，高速運行不產生離心力，保證陰極輥平穩運轉。5、該鈦合金中釔元素的引入并未增加材料制備成本，具有很高的性價比。

附圖說明

圖1是國產的鈦板的金相圖。

圖2是本發明實施例1的鈦合金制備的鈦合金絲用于國產板材后的焊接區金相圖。

圖3是本發明實施例2中的鈦合金制備的鈦合金板材的金相圖。