[發明專利]鈦絲的再結晶退火方法及表面處理方法及其彈性檢測裝置

在審

• 申請號: 201710942298.1
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107604284A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 高鵬濤;王榮生;馬寶全
• 申請（專利權）人: 寶雞市永盛泰鈦業有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C23C22/34;G01N3/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 羅磊

技術領域

本發明屬于鈦絲的加工處理方法技術領域，涉及一種鈦絲的再結晶退火方法，本發明還涉及鈦絲的表面處理方法，還涉及用于檢測鈦絲彈性的裝置。

背景技術

鈦絲材的拉拔加工有熱加工和冷加工兩種方式，熱加工坯料通過加熱的方法，達到再結晶溫度以上，材料的塑性良好，再通過固定模進行拉拔，能夠獲得較大的熱變形量，達到所需要的尺寸。冷加工坯料通過固定模或輥模進行拉拔，在三向壓應力的作用下穿過模具，能夠獲得較小的冷變形量，達到所需要的尺寸。無論熱加工或者冷加工，在加工之后都存在材料加工硬化的問題，造成材料的晶粒組織雜亂無章、性能偏差很大，一般采用熱處理的辦法，通過加熱坯料到較高的再結晶溫度以上，保溫一定的時間，使得材料的晶粒回復再結晶，晶粒成等軸或其他規則形狀的馬氏體或奧氏體狀態，在退火的過程中也消除了加工硬化，材料的性能趨于一致。對于加工坯料退火處理，由于加熱時間長存在退火后熱漲尺寸增大“變胖”現象，并且氧化皮增厚，造成尺寸難以精確控制，存在退火效率低、能耗大、操作復雜的問題。

傳統黑色金屬表面處理技術較為成熟，但有色金屬的表面處理技術難度非常大，特別是鈦金屬，其與一般的表面涂覆劑不發生化學反應，無法采用常規的化學涂層處理方法；而且大多數物理涂層與鈦材表面結合力也較差，在后續變形加工過程中易脫落而起不到涂層的作用。

鈦及鈦合金材料因為彈性模量低而具有良好的彈性，應用于日用品、體育用品、工程用品等領域的各種彈性元件，制作牙齒矯形、眼鏡架、耳機掛件、伸縮彈簧、高爾夫球頭擊打面板等產品。

鈦絲材彈性性能的檢測有兩種方法，一種是采用專用檢測設備對材料的彈性模量進行檢測，該方式檢測結果精確，但其費用高、操作復雜、時間長、需要有專業資質的人員進行檢測；另一種是采用手鉗子對鈦絲材試樣一次或多次掰彎，掰彎后與樣品進行對比彎曲程度，彎曲程度小說明彈性好，彎曲程度大說明彈性差，該方式操作方便、直觀區分、效率高，但其操作隨意、人為因素影響大，不能精確測量彈性性能，結果也難以記錄和對比。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈦絲的再結晶退火方法，解決了現有技術中存在的熱漲尺寸增大的問題。

本發明的另一目的是提供一種鈦絲的表面處理方法，與鈦材表面形成物理沉積關系，不與鈦材進行化學反應，不改變鈦材化學成分與機械性能。

本發明的第三個目的是提供一種鈦絲的彈性檢測裝置，其結構簡單、操作方便。

本發明所采用的技術方案是，鈦絲的再結晶退火方法，分為在線退火和單獨退火兩種方式，適用于投料直徑或截面厚度≤4mm的鈦絲材快速再結晶退火；

對于熱拉拔絲材，在熱拉拔結束時，利用原拉絲機絲材的持續行進，將絲材在感應加熱裝置里在線進行再結晶退火處理，感應加熱僅進行0.3～0.5秒鐘、約100～250℃的快速加熱熱能補償，達到坯料工藝溫度，獲得再結晶晶粒組織；

對于冷拉拔絲材，利用獨立的收放線裝置將已冷拉拔完成的鈦絲材在感應加熱裝置里行進單獨進行再結晶退火處理，絲材，感應加熱裝置進行3～5秒鐘快速加熱，坯料溫度可以快速升高580～700℃，達到坯料工藝溫度，獲得再結晶晶粒組織。

本發明所采用的另一種技術方案是，鈦絲的表面處理方法，將鈦絲進行上述的再結晶退火，然后表面酸洗除油，浸泡于清水中除去酸液，放入配制好的復合涂層劑中，加熱至70-90℃，保溫20-30分鐘，其間攪拌涂層劑，當鈦絲表面出現褐色碳化膜，從涂層劑中取出，用70-90℃清水沖洗、去除沉淀物，冷水沖洗、熱風吹干。

優選地，復合涂層劑由氟硼酸鉀、氯化鋇、硝酸銨及蒸餾水混合后加熱而成，各組份的重量百分比為：氟硼酸鉀4.8％-5％；氯化鋇4.8％-5％；硝酸銨2.3％-2.5％；其余為蒸餾水，混合后加熱至70-90℃。

本發明的第三種技術方案是，鈦絲的彈性檢測裝置，用于對經過上述表面處理的鈦絲進行彈性檢測，主要由固定夾塊、緊固夾塊、圓柱支座、彎曲臂、拔桿、標尺六部分組成；圓柱支座軸線垂直于彎曲平面，并且與彎曲臂的轉動中心同軸；圓柱支座可更換，圓柱支座中心軸可調，使得試樣與圓柱支座的圓弧面接觸。

優選地，圓柱支座直徑15～60mm，圓柱支座軸線至拔桿中心的平行距離100mm；適用于直徑或截面厚度為0.2mm～4mm鈦絲材室溫彈性性能的檢測。