[發明專利]鈦合金板材及其制造方法

在審

• 申請號: 202010101723.6
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111910103A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 常傳賢;廖國鈞
• 申請（專利權）人: 大田精密工業股份有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/03;C22F1/18
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 關宇辰

本發明公開一種鈦合金板材及其制造方法，該鈦合金板材以其總重為100wt%計算，該鈦合金板材包括以下成份：6~8wt%的鋁、0.5~1.5wt%的錫、0.5~1.5wt%的鉻、0.8~2.0wt%的鐵、0.5~1.8%的鉬、0.015wt%以下的氫、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的鈦，以及不可避免的雜質，其中該鈦合金板材具有雙晶型過飽和的麻田散鐵組織。本發明利用鈦合金的新的成份比例，并利用新的軋制工藝可再提升本發明的鈦合金板材具有更佳的強度性能與延伸率。

技術領域

本發明是有關于一種鈦合金板材及其制造方法，且特別是有關于一種具有更佳的強度性能的鈦合金板材及其制造方法。

背景技術

高爾夫球桿頭由于其運動性質，球頭需常以極高的揮桿速度去撞擊堅硬的高爾夫球，且由于性能方面考慮，擊球面厚度通常介于2~4mm之間，所以應用在球頭的材料往往需要擁有極高的強度性能，才能承受其嚴苛的沖擊環境。

鈦合金板材因具有高強度、耐腐蝕性、高耐熱性等特點而被廣泛用于運動產業領域，其中又以6鋁4釩鈦合金(Ti-6Al-4V合金)最具代表性。6鋁4釩鈦合金是目前使用鈦合金的總量一半以上的材料，雖然具有良好物理性能，但是6鋁4釩鈦合金含有貴金屬釩(Ｖ)，因此較為昂貴。而且6鋁4釩鈦合金為差排型麻田散鐵組織，不利彎鍛，如果需要將6鋁4釩鈦合金進行較大的彎鍛，容易發生破裂的情況。

本申請人的專利文獻(中國臺灣證書號TW I516318)曾提出一種高爾夫桿頭的鈦合金滾軋板，以特殊工法搭配專用合金材料，制造出高耐腐蝕性、高抗拉強度、高降伏強度、及高韌性等特質的鈦合金板材，但由于產業競爭與持續創新的需求，追求更高強度、更優秀的鈦合金材料為本申請人努力的方向。因此，便有需要提供一種具有更佳的強度性能的鈦合金板材及其制造方法。

發明內容

本發明的一目的是提供一種具有更佳的強度性能的鈦合金板材及其制造方法。

依據上述的目的，本發明提供一種鈦合金板材，以其總重為100wt%計算，該鈦合金板材包括以下成份：6~8wt%的鋁、0.5~1.5wt%的錫、0.5~1.5wt%的鉻、0.8~2.0wt%的鐵、0.5~1.8%的鉬、0.015wt%以下的氫、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的鈦，以及不可避免的雜質，其中該鈦合金板材具有雙晶型過飽和的麻田散鐵組織。

可選地，該鈦合金板材的抗拉強度介在169~193KSI之間，且該鈦合金板材的降伏強度介在158~181KSI之間。

本發明還提供一種鈦合金板材制造方法，包括下列步驟：對海綿鈦、鋁鐵合金、鋁鈦合金、鋁鉬合金、鈦錫合金及鋁鉻合金進行熔煉工藝，以形成一鑄錠；對該鑄錠進行一鍛造工藝(forging process)而形成一板胚：對該板胚進行一軋制工藝(rolling process)而形成一鈦合金板材，其中該軋制工藝包括：一第一熱處理步驟：在加熱溫度1000±100℃之間，將該板胚進行滾軋，使該板胚的原始厚度減至第一厚度；一第二熱處理步驟：在加熱溫度800±100℃之間，將該第一熱處理步驟后的板胚進行滾軋，使該板胚的第一厚度減至第二厚度；一第三熱處理步驟：在加熱溫度1000±100℃之間，將該第二熱處理步驟后的板胚進行水淬；以及一第四熱處理步驟：在加熱溫度800±100℃之間，將該第三熱處理步驟后的板胚進行換向滾軋，使該板胚的第二厚度減至第三厚度；其中該鈦合金板材包括以下成份：6~8wt%的鋁、0.5~1.5wt%的錫、0.5~1.5wt%的鉻、0.8~2.0wt%的鐵、0.5~1.8%的鉬、0.015wt%以下的氫、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的鈦，以及不可避免的雜質，其中該鈦合金板材具有雙晶型過飽和的麻田散鐵組織。

可選地，該熔煉工藝進行三次真空電弧自耗熔煉，并采用該鈦錫合金、該鋁鉬合金、該鋁鐵合金、該鋁鉻合金及鋁鈦合金作為中間合金。