[發明專利]一種細晶純鈦棒材的加工方法

有效

• 申請號: 201711366567.0
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107904442B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 毛江虹;楊宏進;楊曉康;王海;魏芬絨
• 申請（專利權）人: 西安賽特思邁鈦業有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22F1/18;B21B1/18;B21B3/00
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發明公開了一種細晶純鈦棒材的加工方法，以0級海綿鈦、工業純鐵、鈦白粉為原料，按照欲制備TA2的名義成分進行配料，經真空自耗二次重熔制備出TA2鑄錠，TA2鑄錠經鍛造，軋制成Φ15?Φ30mm棒材；將得到的Φ15?Φ30mmTA2棒材坯料依次進行退火、矯直、磨削、拋光處理，直至得出表面粗糙度為0.8μm的細晶純鈦棒材；本發明方法通過調整純鈦的雜質含量和軋制工藝細化內部組織，適當增加熱處理保溫時間，完全消除應力，改善棒材表面質量等方面制備一種細晶，沖壓成型良好的Φ15?Φ30mm范圍的純鈦棒材。

【技術領域】

本發明屬于鈦材加工技術領域，具體涉及一種細晶純鈦棒材的加工方法。

【背景技術】

鈦材具有質輕、耐磨損、耐腐蝕等優良特性，可用作精密儀器的外殼材料，如手表、水浸測試儀器儀表、化工、醫療器械等。其中小型外殼的加工可采用棒材做坯料，先切割適當厚度的片材，再沖壓成型。Φ15-Φ30mm范圍的純鈦棒材常被用來制作精密元器件的外殼，具有美觀、耐磨、防腐等優點。但純鈦做沖壓加工時，經常出現開裂、皺褶等表面缺陷，不符合精密元器件對表面質量的要求，造成大量廢品。如何提高純鈦材料的沖壓變形能力成為鈦材加工技術領域一個重要的研究方向。

金屬材料沖壓變形的表現主要與材料的內部組織，熱處理狀態，外觀質量等方面有著密切的關系。內部組織的晶粒粗大，存在內部殘余應力，外觀光潔度差等都可能導致沖壓成型時發生開裂、皺褶等表面缺陷?，F有生產工藝中，Φ15-Φ30mm范圍的純鈦棒材，內部組織的晶粒度處于6-8級，晶粒相對粗大。導致材料在受到高速沖壓變形時，抗變形能力較差，易發生開裂現象。純鈦的導熱系數較小，熱處理保溫時間較短，材料等得不到充分的保溫，不能完全釋放內部應力，在沖壓變形時，就有可能出現表面皺褶、橫紋等缺陷。另外，材料的表面粗糙度較差，也會影響沖壓變形的表面質量。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種細晶純鈦棒材的加工方法，以改善材料的內部組織應力狀態與表面質量，解決沖壓成型時產生開裂、皺褶等缺陷的問題。

本發明采用以下技術方案：一種細晶純鈦棒材的加工方法，具體包括以下步驟：

步驟1、以0級海綿鈦、工業純鐵、鈦白粉為原料，按照欲制備TA2的名義成分進行配料，經真空自耗二次重熔制備出TA2鑄錠，TA2鑄錠中Fe元素的重量含量為0.2-0.25％；

步驟2、將TA2鑄錠鍛造成橫截面邊長為120mm的方形坯料；

步驟3、將橫截面邊長為120mm的方形坯料軋制成Φ15-Φ30棒材；具體過程為：

第一火次：加熱溫度740℃-780℃，保溫60-90min，將橫截面邊長為120mm 的方形TA2坯料軋制為Φ60的TA2坯料；

第二火次：加熱溫度680℃-720℃，保溫30-60min，將Φ60的TA2坯料軋制為Φ15-Φ30mm的TA2棒材坯料；

步驟4、將步驟3中得到的Φ15-Φ30mm TA2棒材坯料依次進行退火、矯直、磨削、拋光處理，直至得出表面粗糙度為0.8μm的細晶純鈦棒材。

進一步地，軋制過程的加熱設備為100KW箱式電阻爐，且只允許裝一層軋制坯料。

進一步地，步驟4中的退火工藝溫度為580℃-620℃，保溫時間為90-150min。

進一步地，步驟4中得出的細晶純鈦棒材退火態顯微組織的晶粒度為9-11 級。

本發明的有益效果是：本發明方法通過調整純鈦的雜質含量和軋制工藝細化內部組織，改進加工工藝，即通過增加Fe元素含量和低溫軋制工藝細化內部組織和提高強度，適當增加熱處理保溫時間，完全消除應力，改善棒材表面質量等方面制備一種細晶，沖壓成型良好的Φ15-Φ30mm范圍的純鈦棒材，提高了TA2 純鈦棒材的沖壓成型能力，避免出現精密元器件外殼表面缺陷，提高了加工效率和成品率。