高强度高延伸率锻造钛合金材料、制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111057904A(43)申请公布日2020.04.24(21)申请号201911328473.3(22)申请日2019.12.20(71)申请人洛阳双瑞精铸钛业有限公司地址471000河南省洛阳市高新技术开发区滨河北路38号(72)发明人朱乐乐(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人常晓虎(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)A63B53/04(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称高强度高延伸率锻造钛合金材料、制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及高强度高延伸率锻造钛合金材料、制备方法及其应用，钛合金的材料牌号为Ti-8Al-1Mo-1Cr-1Fe，其化学成分按重量百分比为：Al：6%~9%、Mo：0.6%~1.4%、Cr：0.6%~1.4%、Fe：0.6%~1.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。在制备时，将海绵钛、纯铝、钼铁合金、铬铁合金，按照上述化学成分配比混合，然后挤压成熔炼用的自耗电极，经真空自耗电弧炉二次或二次以上熔炼成铸锭，再经锻造获得所述的锻造钛合金材料。本发明的Ti-8Al-1Mo-1Cr-1Fe钛合金具有较低的密度，高的强度、塑性、弹性模量，热锻、热轧、冷锻、冷轧工艺性能，适合用于高尔夫球头击球面。CN111057904ACN111057904A权利要求书1/1页1.一种高强度高延伸率锻造钛合金材料，其特征在于，其钛合金的材料牌号为Ti-8Al-1Mo-1Cr-1Fe，其化学成分按重量百分比为：Al：6%~9%、Mo：0.6%~1.4%、Cr：0.6%~1.4%、Fe：0.6%~1.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种高强度高延伸率锻造钛合金材料，其特征在于，该钛合金材料屈服强度≥850MPa，抗拉强度≥950MPa，延伸率≥15%，断面收缩率≥35%，弹性模量≥120GPa。3.一种钛合金材料的制备方法，用于制备如权利要求1所述的高强度高延伸率锻造钛合金材料，其特征在于，将海绵钛、纯铝、钼铁合金、铬铁合金，按照权利要求1中化学成分配比混合，然后挤压成熔炼用的自耗电极，经真空自耗电弧炉二次或二次以上熔炼成铸锭，熔炼真空度0-5Pa，弧电压30-40V，弧电流5000-10000A；熔炼后的铸锭经去除收弧端缩孔和表皮，制备成锻造用光锭；然后，将所得光锭采用多火次锻造，每火次锻造进行数次墩拔，得到所需的高强度高延伸率锻造钛合金材料。4.根据权利要求3所述的钛合金材料的制备方法，其特征在于，所述熔炼后的铸锭中各成分的百分比为：Al：6%~9%、Mo：0.6%~1.4%、Cr：0.6%~1.4%、Fe：0.6%~1.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。5.一种锻造钛合金材料的应用，其特征在于，权利要求3中所制备的高强度高延伸率锻造钛合金材料用于加工高尔夫球头击球面。2CN111057904A说明书1/4页高强度高延伸率锻造钛合金材料、制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于钛合金材料技术领域，具体涉及一种高强度高延伸率锻造钛合金材料、制备方法及其应用。背景技术[0002]钛及钛合金具有密度小、屈强比高、耐腐蚀等许多优点，被誉为“崛起的第三金属”，是一种重要的战略金属材料，对国民经济的建设、发展具有重要作用。随着人们对钛知识的了解逐渐深入，钛及钛合金得到了越来越广泛的推广应用，特别是体育用品、建筑、电力、汽车等民用行业用钛量逐年增加。但高价格一直是制约钛合金大量应用的最大障碍。因此，降低材料成本一直是钛合金研究领域最受关注的重点之一。目前，最有效的降低钛合金成本的途径有以下几个方面：（1）开发新型钛合金，主要合金元素所需添加的中间合金含量较少或者价格较低；（2）在熔炼铸锭时，能够添加较大比例的钛残料；（3）改进制备技术，降低熔炼，加工的成本。[0003]钛制高尔夫球头是钛合金在体育制品行业应用的一个典型，该行业的用钛量保持了一个相对稳定的增长，钛制高尔夫球头击球面多使用的是钛合金的锻造和轧制材，一般采用高强度的钛合金板，如：SP-700、Ti15333、SAT-2041、Ti1553，等。SP-700钛合金被广泛应用于高尔夫球头打击面的生产中，因其加工性、强度、韧性、击球感及成本等对球头而言是平衡性极好的钛合金；SAT-2041钛合金是高尔夫球头击球面使用较多的新材料，其冷加工性能优良，经合适的时效处理可获得高强度及高韧性，击球感良好；Ti15333、Ti1553均为应用较多的高尔夫球头击球面材料，两种材料的强度和弹性都较好，但合金中都含有元素Zr，成本较高，故不利于降低高尔夫球头的制造成本。发明内