[发明专利]一种钛基合金材料及其制备工艺

说明书

技术领域：

本发明属于合金领域，涉及一种钛基合金材料及其制备方法，尤其是一种切削性能优良的钛基合金材料及其制备工艺。

背景技术：

现有的钛基合金切削性能不是很好、加工难度大，在切削加工过程中存在以下一些问题：产品容易粘结、加工中易生成积削瘤，并且由于钛基合金是热的不良导体，在加工过程中产生的热量大部分流向切削刃，容易导致切削刃局部温度过高，使切削刃软化；钛合金切削时容易产生由扩散引起的月牙洼磨损。并且刀片材料中的碳粒子流入切屑，可转位刀片受到侵蚀，切削区域会逐渐减弱，钛合金材料的高强度增大了崩刃和塑性变形的危险。材料的弹性模量低，增大了振动的倾向，导致切屑刃一旦有积削瘤形成，刀片很快就会崩刃。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种切削性能优良的钛基合金材料及其制备工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种钛基合金材料，其组成为Al≤8wt％、Ni≤8wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

所述钛基合金材料，其组成优选为：Al 2-6wt％、Ni 0.5-6wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

所述钛基合金材料，其组成优选为：Al 4-6wt％、Ni 1-5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

所述钛基合金材料，其组成优选为：Al 5-6wt％、Ni 1-3wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

一种钛基合金材料的制备工艺，采用真空自耗熔炼方式，熔炼两次以上。

采用型号为MCAO-I的高真空电弧熔炼设备熔炼，真空度为6.6×10^-3Pa；技术参数：引弧电流为＜700mA、保护气体为纯度为0.99999％的Ar气、高真空电弧熔炼设备采用紫铜坩埚，紫铜坩埚直径为：25mm、钨电极行程为100mm，能够360度回转；采用高频火花引弧、最高熔炼电流为1000A，长期工作为700-800A；电源电压为26-44V；熔炼电流为330A。

本发明的钛基合金材料，切削性能优良，容易被切削加工，并且该钛基合金材料在切削加工过程中不容易产生粘结和生成积削瘤，提高加工效率，延长加工刀具的使用寿命。

具体实施方式：

下面对本发明做进一步详细描述：

实施例1：一种钛基合金材料，成份为：Al 2wt％、Ni 6wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例2：一种钛基合金材料，成份为：Al 4wt％、Ni 5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例3：一种钛基合金材料，成份为：Al 5wt％、Ni 3wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例4：一种钛基合金材料，成份为：Al 2wt％、Ni 2wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例5：一种钛基合金材料，成份为：Al 6wt％、Ni 1wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例6：一种钛基合金材料，成份为：Al 6wt％、Ni 0.5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

实施例7：一种钛基合金材料，成份为：Al 1wt％、Ni 1.5wt％、余量的Ti和不可避免的杂质。

一种钛基合金材料的制备工艺，采用真空自耗熔炼方式，熔炼两次以上。

采用型号为MCAO-I的高真空电弧熔炼设备熔炼2遍，真空度为6.6×10^-3Pa；技术参数：引弧电流为＜700mA、保护气体为纯度为0.99999％的Ar气、高真空电弧熔炼设备采用紫铜坩埚，紫铜坩埚直径为：25mm、钨电极行程为100mm，能够360度回转；采用高频火花引弧、最高熔炼电流为1000A，长期工作为700-800A；电源电压为26-44V；熔炼电流为330A。

本发明的钛基合金材料与同规格常规TC4合金在加工过程中的性能对比如下：

1、矫直过程：本发明Φ2.6mm的钛基合金盘料，经正玄矫直机，冷矫，矫直时头尾不易断，折断的频率是常规钛合金TC4的25％左右。

2、磨削：本发明Φ2.6mm的钛基合金材料直条，经磨削后，Φ2.4mm的直条表面质量较好。

3、拉花：以拉花出现异常响声判断磨具磨损，本发明Φ2.4mm的钛基合金材料直条，拉花在250支至300支出现异常响声既磨具出现磨损了；常规Φ2.4mm的TC4合金直条拉花时在150支至200支出现磨具磨损。相对地，本材料对刀具的磨损少，易于加工。