[發(fā)明專利]一種制粉用Gr23鈦合金絲材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010430098.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN111644462B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊輝;白潔;付航濤;侯峰起;和永崗;張小航;樓美琪;王凱旋;杜予晅;劉向宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B21B1/18
• 分類號(hào): B21B1/18;B21C1/04;B21C9/00;B22F9/14;B02C19/00;C22F1/02;C22F1/18;C23G3/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 弓長(zhǎng)

本發(fā)明公開了一種制粉用Gr23鈦合金絲材的制備方法，將橫、縱向組織均勻的Gr23合金絲坯，用管式加熱爐在相變點(diǎn)以下加熱，多道次拉拔獲得氧化表面的絲坯；將該絲坯用輥模多道次冷拉拔，并采用酸液進(jìn)行酸洗，獲得無(wú)氧化皮和表面污染層，酸洗表面的絲坯；對(duì)該絲坯采用中間真空退火，獲得冷加工性能良好的冷連軋絲坯；對(duì)冷連軋絲坯用十二方孔型軋輥冷連軋，獲得異形絲，通過二聯(lián)式輥模冷拉拔將異形絲拉拔成圓絲；將絲材進(jìn)行真空熱處理即得到表面光亮的Gr23合金絲材。采用本發(fā)明方法制備得到Gr23合金絲材無(wú)表面氧化皮、表面污染層殘留，橫、縱向組織均勻細(xì)小，均為等軸組織，H含量較低，滿足等離子霧化法制備高品質(zhì)球形粉對(duì)原材料的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制粉用Gr23鈦合金絲材的制備方法。

背景技術(shù)

增材制造是指通過連續(xù)的物理層疊加，逐層增加材料來(lái)生產(chǎn)三維實(shí)體的先進(jìn)制造新技術(shù)。目前增材制造用鈦及鈦合金球形粉末的主要制備方法為惰性氣體霧化法、等離子體霧化法、電極感應(yīng)熔化氣霧化法、等離子旋轉(zhuǎn)電極法等。

鈦合金絲材應(yīng)用于等離子霧化法制備鈦合金球形粉。高純鈦合金球形粉難制備的主要原因?yàn)楦咂焚|(zhì)鈦合金絲材制備難度大，在鈦合金鑄錠熔煉、絲材加工過程極易引入雜質(zhì)元素或污染物。隨著鈦合金球形粉制備技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)鈦合金絲材成為制約高純鈦合金球形粉制備的關(guān)鍵原材料。適用于制備高純鈦合金球形粉的鈦合金絲材應(yīng)具有高純凈性、低氧含量、無(wú)雜質(zhì)污染的特性。

Gr23合金是一種中等強(qiáng)度的兩相鈦合金，該合金具有優(yōu)異的綜合性能，尤其是工藝塑性良好，適合于各種壓力加工成形，可以制備成絲材、板材、棒材、薄板、型材，廣泛應(yīng)用于增材制造、生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。Gr23合金具有極活潑的化學(xué)特性，極易和氧、氮等分子結(jié)合，因此在熔煉過程和絲材加工過程容易被污染。

制粉用Gr23合金絲材傳統(tǒng)制備方法是通過鑄錠熔煉、鍛造、熱軋制、熱拉拔方式成型，然后大氣熱處理獲得需要的組織性能，表面處理方法通常采用堿洗結(jié)合酸洗或扒皮工藝去除表面氧化層。傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)是絲材制備過程全程用熱拉拔的加工方式，表面需要氧化皮、潤(rùn)滑劑改善拉拔過程潤(rùn)滑條件，成品絲材最終用堿液使其表面的氧化皮疏松或者破碎，然后酸洗去除。通過堿洗去除氧化層存在不能將絲材表面的局部氧化層或者表面α污染層完全去除干凈，最終傳遞至制粉環(huán)節(jié)的控制風(fēng)險(xiǎn)。通過扒皮工藝去除表面氧化層，物料損失量較多，扒皮過程扒皮模和絲材不同中心造成絲材局部氧化皮殘留，同時(shí)存在扒皮刀口損傷嵌入絲材的控制風(fēng)險(xiǎn)。

傳統(tǒng)工藝制備的Gr23合金絲材表面的純凈性控制難度極大，最終存在極大風(fēng)險(xiǎn)將絲材的表面污染物傳遞至制粉環(huán)節(jié)，導(dǎo)致制備的鈦合金球形粉純度降低。傳統(tǒng)工藝制備的Gr23合金絲材一般縱向組織初生α相延絲材拉拔方向呈拉長(zhǎng)狀，高品質(zhì)鈦球形粉生產(chǎn)商對(duì)用絲材提出了橫、縱向初生α相均為等軸組織，縱向組織無(wú)拉長(zhǎng)的要求，因此，有必要采用新的技術(shù)路線和絲材加工方法提高絲材表面的純凈性，避免將表面氧化皮及α污染層引入到制粉環(huán)節(jié)，并使得絲材橫、縱向組織等軸化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制粉用Gr23鈦合金絲材的制備方法，解決了目前用于制備高純球形粉的Gr23鈦合金絲材氧化皮殘留、表面α污染層控制難度大，縱向組織拉長(zhǎng)的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種制粉用Gr23鈦合金絲材的制備方法。具體包括以下步驟：

步驟1，絲材熱拉拔：

選取Gr23鈦合金退火態(tài)絲坯，橫、縱向組織均勻，氧化表面，O元素含量≤0.06％，H元素含量≤0.004％，Al、V及其它元素滿足ASTM B863標(biāo)準(zhǔn)。用管式爐在相變點(diǎn)以下加熱，多道次拉拔，獲得冷拉拔絲坯；

步驟2，輥模冷拉拔，酸洗：