[發(fā)明專利]一種提高物理性能的鈦合金材料的熱處理工藝

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• 申請(qǐng)日: 2017-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN109837494A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛秋紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽益泰科信息咨詢有限公司
• 主分類號(hào): C22F1/18
• 分類號(hào): C22F1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種提高物理性能的鈦合金材料的熱處理工藝。具體包括：將滿足實(shí)際要求的鈦合金零件進(jìn)行表面的去污處理；將鈦合金零件置于空氣爐中，進(jìn)行第一次退火處理，爐溫控制在890℃，時(shí)間為40℃；爐冷到480?500℃后，鈦合金出爐空冷3?5h；然后對(duì)鈦合金進(jìn)行水淬處理8h；再二次退火處理，于720℃保溫2 h，出爐空冷后再于600℃條件下保溫2 h；退火整個(gè)過程處于氮?dú)鈿怏w環(huán)境中；除氫時(shí)爐內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)應(yīng)6.0×1O Pa，加熱溫度一般為600℃，保溫時(shí)問3h；保溫后，鈦合金零件應(yīng)在氬氣中快速冷卻到180℃，出爐空冷，在STA或CWA狀態(tài)的鈦合金不能采用真空除氫；鈦合金零件在真空爐中，于850℃條件下，保溫處理10?15h；然后水冷冷卻處理3.5h。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種提高物理性能的鈦合金材料的熱處理工藝。

背景技術(shù)

鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。近年來，鈦合金材料以其優(yōu)越的物理化學(xué)性能在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了大量的推廣和應(yīng)用，特別是在航空制造業(yè)，鈦合金材料以其強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)，正逐步替代傳統(tǒng)航空工業(yè)材料，從發(fā)展趨勢(shì)來看，鈦及其合金制品在航空制造業(yè)中將得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長(zhǎng)速度發(fā)展。世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸,鈦合金牌號(hào)近30種。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的 冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及 環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn) 貯氫材料和形狀記憶合金等。然而，鈦合金存在諸多缺點(diǎn)，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)；還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，在大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)中，鈦及其合金制品在進(jìn)行熱處理工藝，其工藝質(zhì)量往往受到原材料、設(shè)備、工藝方法和人員技能等多方面因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)零件表面被氧氣污染，或零件酸洗后被氫離子腐蝕等問題。由此可見，進(jìn)一步提高鈦合金制品的熱處理工藝質(zhì)量，對(duì)鈦合金零件的熱處理工藝進(jìn)行進(jìn)一步的完善和控制，從而提升其可操作性及生產(chǎn)效率，最終獲得合格產(chǎn)品，顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種提高物理性能的鈦合金材料的熱處理工藝。該工藝方法能夠明顯提高現(xiàn)有合金材料的物理性能，能夠更好的滿足實(shí)際的航空行業(yè)的材料發(fā)展需求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的提高物理性能的鈦合金材料的熱處理工藝，具體包括以下步驟。

步驟1、預(yù)處理：將經(jīng)過人工檢驗(yàn)的滿足實(shí)際要求的鈦合金零件進(jìn)行表面的去污處理，用干凈的白布和丙酮清除零件表面的油脂、鹵化物和其他有害物。備用。

步驟2、退火處理：將鈦合金零件置于空氣爐中，進(jìn)行第一次退火處理，爐溫控制在680-890℃，時(shí)間為40-60℃；爐冷到480-500℃后，鈦合金出爐空冷3-5h；然后對(duì)鈦合金進(jìn)行水淬處理6-8h；再二次退火處理，于705-760℃保溫1-2 h，出爐空冷后再于560-600℃條件下保溫1-2 h；退火整個(gè)過程處于惰性氣體環(huán)境中。

步驟3、除氫處理：除氫時(shí)爐內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)應(yīng)不大于7×1O Pa，加熱溫度一般為600-750℃，保溫時(shí)問不小于1 h；保溫后，鈦合金零件應(yīng)在氬氣中快速冷卻到180-200℃，出爐空冷，在STA或CWA狀態(tài)的鈦合金不能采用真空除氫。

步驟4、淬火處理：鈦合金零件在真空爐中，于750-850℃條件下，保溫處理10-15h；然后水冷或置于在惰性氣體中冷卻處理2-3.5h。

所述惰性氣體為氮?dú)饣蚝狻?/p>

本發(fā)明的顯著效果。