[發(fā)明專(zhuān)利]一種鈦合金

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010792974.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111961916A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾志堅(jiān);陳子雄;洪波;陳旭明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 順科新能源技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C14/00
• 分類(lèi)號(hào): C22C14/00;B05D7/14;B05D7/24
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦合金。所述鈦合金包括以下重量百分比的組分：Ti 50?53wt％；Cr 6?8.5wt％；Al 10.5?15wt％；C 3.5?6.3wt％；Mn 8?10.3wt％；V 1?2wt％；P 0.2?0.5wt％；S 0.5?2.1wt％；余量為不可避免的雜質(zhì)。該鈦合金強(qiáng)度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性好。本發(fā)明通過(guò)在鈦合金表面進(jìn)一步包覆聚氧化乙烯－黑磷復(fù)合材料作為修飾層，使制備得到黑磷薄膜穩(wěn)定性得到提高，同時(shí)與鈦合金的兼容能力增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)鈦合金的高耐腐蝕性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦合金。

背景技術(shù)

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。較為常見(jiàn)的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75％～85％。目前，Ti-6Al-4V合金在運(yùn)用于人工智能機(jī)器的使用中，由于其耐腐蝕的不足，導(dǎo)致人工智能機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程中，需要經(jīng)常更換關(guān)鍵部位。因此，有必要對(duì)鈦合金的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以進(jìn)一步提高其機(jī)械性能、韌性、耐腐蝕性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種鈦合金，該鈦合金的機(jī)械性能、韌性和耐腐蝕性能較好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種鈦合金，包括以下重量百分比的組分：Ti 50-53wt％；Cr 6-8.5wt％；Al10.5-15wt％；C 3.5-6.3wt％；Mn 8-10.3wt％；V 1-2wt％；P 0.2-0.5wt％；S 0.5-2.1wt％；余量為不可避免的雜質(zhì)；在此配比范圍內(nèi)，制備得到的鈦合金密度小，耐熱性、硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、成形性、可焊性和生物相容性均較好，具有一定的防腐蝕性。該種Ti合金的強(qiáng)度SB可達(dá)1.012GPa以上，密度g達(dá)到4.51g/cm³，比強(qiáng)度SB/g達(dá)到23.5以上，彈性模量E達(dá)到了200GPa以上，抗拉強(qiáng)度1040-1100MPa。

進(jìn)一步地，所述鈦合金的表面包覆有修飾層，所述修飾層包括聚氧化乙烯-黑磷復(fù)合材料薄膜。本發(fā)明通過(guò)在鈦合金表面包覆聚氧化乙烯-黑磷復(fù)合材料薄膜，相較于其它種類(lèi)的薄膜材料，該聚氧化乙烯-黑磷復(fù)合材料與鈦合金的兼容能力強(qiáng)，有利于提高鈦合金的耐腐蝕性。

進(jìn)一步地，所述修飾層的厚度為10nm～50μm，在此厚度范圍內(nèi)，使得鈦合金的耐腐蝕性顯著提高。

進(jìn)一步地，所述黑磷為黑磷納米片，其層數(shù)為1-50層。

進(jìn)一步地，所述修飾層的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用超聲輔助液相剝離的方法，將黑磷分散到聚氧化乙烯的N-甲基吡咯烷酮溶液中，得到黑磷混合液；

(2)黑磷混合液經(jīng)離心處理后取上層不多于40體積％的清液，得到黑磷分散液；

(3)將黑磷分散液涂覆到鈦合金表面，經(jīng)真空干燥，得到聚氧化乙烯-黑磷復(fù)合材料薄膜。

本發(fā)明的聚氧化乙烯-黑磷復(fù)合材料薄膜的制備方法工藝簡(jiǎn)單，制備的聚氧化乙烯-黑磷復(fù)合材料薄膜穩(wěn)定性得到了提高，同時(shí)與鈦合金的兼容能力增強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)鈦合金的高耐腐蝕性。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，超聲的時(shí)間≥1h。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，黑磷混合液中黑磷的濃度為5mg/mL。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，離心的轉(zhuǎn)速≥15000r/min，離心的時(shí)間≥1h。