低成本的锻造钛合金材料、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CN111041273A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号201911326679.2A63B102/32(2015.01)(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)B21C37/02(2006.01)A63B53/04(2015.01)A63B53/08(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称低成本的锻造钛合金材料、制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及一种低成本的锻造钛合金材料、制备方法及其应用，钛合金的材料牌号为Ti-4Al-1Mo-1Cr-1Fe，其化学成分按重量百分比为：Al：2%~6%、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-4Al-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顶盖和底板。CN111041273ACN111041273A权利要求书1/1页1.一种低成本的锻造钛合金材料，其特征在于，其钛合金的材料牌号为Ti-4Al-1Mo-1Cr-1Fe，其化学成分按重量百分比为：Al：2%~6%、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所述的一种低成本的锻造钛合金材料，其特征在于，该钛合金材料屈服强度≥620MPa，抗拉强度≥720MPa，延伸率≥15%，断面收缩率≥35%，弹性模量≥115GPa。3.一种钛合金材料的制备方法，用于制备如权利要求1所述的低成本的锻造钛合金材料，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：2%~6%、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中所制备的低成本的锻造钛合金材料用于加工高尔夫球头的顶盖和底板。2CN111041273A说明书1/4页低成本的锻造钛合金材料、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，具体涉及一种低成本的锻造钛合金材料、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，钛制高尔夫球头的顶盖和底板是用钛量最大的部位，一般采用中等强度的钛合金板，如：TC1、Gr4、Ti-4Zr、64Ti、KS100、Ti15333，等。近几年，随着对高尔夫球头性能要求的不断提高，也对钛合金提出了更高的性能指标要求。同时，钛制高尔夫球头用量的增大，也带来了降低成本的需求。但是，现有产品中采用TC1合金，由于加入了1.5%的锰元素，熔炼工艺复杂，导致板材成本较高。采用的Gr4合金强度偏低，强度都在650MPa以上。采用的Ti-4Zr钛合金的强度和硬度偏低，使用效果不太理想，而