一种汽车发动机气门用高温钛合金及其制备方法和应用.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CN105803256A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610207151.3(22)申请日2016.04.06(71)申请人苏州裕通达特种金属材料有限公司地址215000江苏省苏州市常熟市经济技术开发区四海路11号科创园(72)发明人李长文孟积兴张国富(51)Int.Cl.C22C14/00(2006.01)C22C1/03(2006.01)F01L3/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页(54)发明名称一种汽车发动机气门用高温钛合金及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种汽车发动机气门用高温钛合金及其制备方法和应用，其中，所述高温钛合金按百分比包括成分：Al5.5~7.0%；Zr2.0~5.0%；Ta0.5~2.5%；Mo0.2~1.0%；Si0.1~0.8%；C0.03~0.15%；余量为Ti及不可避免的杂质元素。本发明中未添加任何Sn元素，杜绝了脆性相Ti3Sn易导致的汽车发动气门产品经长期使用后热稳定性会有不同程度的下降问题，使本发明具有更好的高温热稳定性能和产品可靠性。CN105803256ACN105803256A权利要求书1/2页1.一种汽车发动机气门用高温钛合金，其特征在于，所述高温钛合金按百分比包括成分：Al5.5~7.0%；Zr2.0~5.0%；Ta0.5~2.5%；Mo0.2~1.0%；Si0.1~0.8%；C0.03~0.15%；余量为Ti及不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的汽车发动机气门用高温钛合金，其特征在于，所述高温钛合金按百分比包括成分：Al6.0~6.6%；Zr3.5~4.5%；Ta1.0~2.0%；Mo0.4~0.8%；Si0.2~0.7%；C0.06~0.14%；余量为Ti及不可避免的杂质元素。3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机气门用高温钛合金，其特征在于，所述高温钛合金按百分比包括成分：Al6.2~6.5%；Zr3.8~4.3%；Ta1.2~1.8%；Mo0.4~0.8%；Si0.4%；C0.10%；其余为Ti及不可避免的杂质元素。4.一种高温钛合金的制备方法，其特征在于，所述高温钛合金的制备方法包括如下步骤：S1、准备材料提供Ti以及合金元素Ta、Mo、Si，其中，合金元素Ta、Mo、Si以中间合金形式加入；继续加入Zr和C；元素Al由中间合金带入，不足部分以纯Al加入；S2、制备高温钛合金经配料和混料后，将步骤S1中形成的混合体系，压制成电极，并焊接形成电极组，电极组经熔炼制成合金铸锭；将得到的合金铸锭经退火锻造后，得到所述高温钛合金。5.根据权利要求1所述的高温钛合金的制备方法，其特征在于，步骤S1中，提供0A--1级海绵Ti。6.根据权利要求1所述的高温钛合金的制备方法，其特征在于，步骤S1中，Zr和C分别以海绵Zr和碳粉形式加入。2CN105803256A权利要求书2/2页7.根据权利要求1所述的高温钛合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将步骤S1中形成的混合体系，通过压机压制成电极。8.根据权利要求1所述的高温钛合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中，电极组在真空自耗电弧炉熔炼设备中经熔炼制成合金铸锭。9.一种根据权利要求1~3任一项所述的高温钛合金在汽车发动机气门领域中的应用。3CN105803256A说明书1/9页一种汽车发动机气门用高温钛合金及其制备方法和应用[0001]技术领域[0002]本发明涉及一种钛合金及其制备方法，尤其涉及一种汽车发动机气门用高温钛合金及其制备方法和应用。背景技术[0003]目前，世界范围内高温钛合金主要是围绕航空发动机的应用背景而进行开发的，主要应用于飞机发动机轮盘、低压涡轮叶片、转子、鼓筒等部位，产品类型主要为锻件和板材，鉴于发动机对材料的要求苛刻，要求其具有良好的室温性能、高温强度、蠕变抗力、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等的匹配；同时考虑到产品主要为锻件和板材，则同时要求材料具有良好的冷、热加工性能。[0004]针对目前世界范围内航空用高温钛合金材料，从合金元素组成方面分析主要有二大显著区别：一大类是含Sn的高温钛合金材料；另一类是不含Sn的高温钛合金材料。Sn元素在高温钛合金中的优缺点如下：1）优点：Sn在合金中属于中性元素，在α-Ti和β-Ti中均具有较大的固溶度，与其他元素一起加入，可以起到补充强化的作用；Sn元素的加入，不会增加材料中β相含量，因此可以在提高合金材料高温强度的同时，不会降低材料的高温蠕变抗力和持久性能；另外，Sn元素的加入，还可以降低材料对氢脆的敏感性。2）缺点：含Sn的高温钛合金材料经长期使用后热稳定性会有不同程度的下降，原因是：合金中加入较多的Al和Sn，会导致析出大量的Ti3X