一种钛合金及其制备方法.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CN107574336A(43)申请公布日2018.01.12(21)申请号201710818938.8(22)申请日2017.09.12(71)申请人西安庄信新材料科技有限公司地址710000陕西省西安市西安经济开发区泾渭工业园陕汽北路(72)发明人杨永福郭磊任怀智侯军涛鲁毅王尧(74)专利代理机构西安毅联专利代理有限公司61225代理人高美化(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种钛合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种高强度钛合金及其制备方法，本发明的合金各组分的重量百分比为：铝3.6％～4.4％，钒2.6％～3.4％，铁0.5％～0.8％，其余为钛和不可避免的杂质。本发明还公开了一种制备高强度钛合金的方法，包括以下步骤：在海绵钛中加入重量份为4％～5％的AlV65和重量份为2％～3％的纯Al以及0.5％～0.7％的纯Fe；在油压机上将混料压制成电极块，再将电极块制成自耗电极；使用真空自耗电弧炉熔炼，得到一次铸锭；(4)将一次铸锭作为自耗电极、上述步骤进行熔炼，得到钛合金锭。本发明的Ti-43新合金通过在纯钛中加入特定含量合金化元素使钛管的强度指标和塑性指标达到较好的匹配。CN107574336ACN107574336A权利要求书1/1页1.一种高强度钛合金，其特征在于，该合金各组分的重量百分比为：铝3.6％～4.4％，钒2.6％～3.4％，铁0.5％～0.8％，其余为钛和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的一种高强度钛合金，其特征在于，所述钛的重量百分比为90.5％～94.5％，所述杂质的重量百分比≤0.665％。3.一种制备权利要求1所述高强度钛合金的方法，包括以下步骤：(1)在海绵钛中加入重量份为4％～5％的AlV65和重量份为2％～3％的纯Al以及0.5％～0.7％的纯Fe，在混布料机上进行混料；(2)在油压机上将步骤(1)中的混料压制成电极块，再将电极块制成自耗电极；(3)使用真空自耗电弧炉，在熔炼温度为1700℃～1800℃的环境下熔炼，得到一次铸锭；(4)将一次铸锭作为自耗电极、在熔炼温度为1700℃～1800℃的环境下重复步骤(3)进行熔炼，得到钛合金锭。4.如权利要求3所述制备高强度钛合金的方法，其特征在于，还包括步骤(5)、将步骤(4)得到的所述钛合金锭表面车光并切除锭底及冒口。2CN107574336A说明书1/7页一种钛合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于自行车用钛合金领域，具体涉及一种钛合金及其制备方法。背景技术[0002]自行车的发展与材料的发展存在着密不可分的关系，各种新材料的不断涌现给自行车创造了新的发展机遇。目前自行车已经由传统的代步工具向高强度、轻量化、个性化、功能化方向发展，与以往相比，人们更加追求自行车的舒适性及更好的骑行体验。目前自行车架用的材料有钢材、铝合金、碳纤维、钛材等。[0003]钛合金广泛应用于航空航天、石油化工、海洋工程、医疗器械等领域，钛合金突出的特点是重量轻，强度高，弹性好，抗冲击，疲劳性能好，耐腐蚀永不生锈。是目前国际上公认的生产各类比赛及休闲用高档自行车最先进、最理想的材料。自行车特别是赛车要求重量轻、刚度好并且冲击性能好。重量轻可以提高速度，并在长距离运动时降低体力消耗；刚性好的自行车车架有利于驱动力的转换，并提高操纵性能；冲击吸收性好的自行车车架可以较好地减缓来自路面的冲击，从而减少车手的疲劳。钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强；对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、硫酸等有优良的抗腐蚀能力。[0004]目前应用于钛自行的材料主要为TA18，名义成分为Ti-3Al-2.5V。该合金为低合金化近α型中强钛合金,抗拉强度为620Mpa，屈服极限为515Mpa，延伸率为15％，该合金不仅具有良好的室温、高温力学性能和耐蚀性能,而且具有优异的冷、热加工工艺塑性、成型性和焊接性能,是制作管材的理想材料。在室和高温下其强度比纯钛高出20％-50％，该合金虽然强度不及TC4合金高，但由于它具有优良的冷加工性能，因而得到广泛的应用。TA18钛合金无缝管适用于飞机和发动机液压和燃油等管路系统，已在各种军用、民用多种飞机和航天应用，具有明显的减重效果。[0005]钛自行车的发展对钛合金提出了更高的要求，因此需要研发新