[发明专利]一种用于制作刀具的钛合金及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金及制备方法，特别涉及一种用于制作刀具的钛合金及制备方法。

背景技术

目前，在一些行业中，特别是在军工行业中，基本上都要使用钛合金进行刀具的制作，但是，现有的钛合金所制作刀具的硬度HRC值普遍小于46，一些作业中所用刀具的硬度HRC值要大于50才能满足要求，这样在一些环境中（如：在进行潜水等相关作业过程中）现有的钛合金所制作出的刀具就满足不了要求，为了保证军工等相关行业所用刀具的硬度，现急需开发出一种用于刀具制作的钛合金。

发明内容

本发明的目的是为了解决使用现有的钛合金所制作刀具的硬度满足不了要求的问题而提供的一种用于制作刀具的钛合金及制备方法。

本发明所述的用于制作刀具的钛合金是由Ti、Al、V、Cr、Fe、Mo、W、Zr、O和Si组成，各种成分的重量百分比为Ti 76.6%；Al 3%；V 4%；Cr 5%；Fe 2%；Mo 7%；W 1%；Zr 1%；O 0.2%；Si 0.2%。

上述用于制作刀具的钛合金制备方法如下所述：

第一步、混合：按重量百分比取Ti 76.6%；Al 3%；V 4%；Cr 5%；Fe 2%；Mo 7%；W 1%；Zr 1%；O 0.2%；Si 0.2%，把各种材料放入布料机内进行充分的混合，Ti颗粒的粒度为0.83-25.4mm；

第二步、电极制作：把第一步中混合好的合金放入到2500吨立式油压机磨具内进行挤压，每节电极的重量为45Kg；

第三步、真空炉内进行熔炼：把第二步中制作好的电极放入到真空炉中进行熔炼，在真空炉中要进行三次熔炼，具体熔炼过程如下所述：

一次熔炼：使用氩弧焊机把第二步中制作好的八节电极进行焊接在一起后，放入到真空炉内，真空炉内的真空值达到标准后开始熔炼，熔炼时真空炉内的电流为6000A，熔炼温度为1600-1700℃，熔炼时间为2-2.5h，熔炼完成后，往真空炉内充氩气进行降温，炉内温度降到200-300℃时所熔炼的钛合金出炉，出炉后的钛合金表面进行打磨处理；

二次熔炼：使用氩弧焊机把一次熔炼后打磨好的两块钛合金锭进行焊接在一起后，放入到真空炉内，真空炉内的真空值达到标准后开始熔炼，熔炼时真空炉内的电流为8200A，熔炼温度为1700-1800℃，熔炼时间为3-4h，熔炼完成后，往真空炉内充氩气进行降温，炉内温度降到200-300℃时所熔炼的钛合金出炉，出炉后的钛合金表面进行打磨处理；

三次熔炼：使用氩弧焊机把二次熔炼后打磨好的两块钛合金锭进行焊接在一起后，放入到真空炉内，真空炉内的真空值达到标准后开始熔炼，熔炼时真空炉内的电流为10000-12000A，熔炼温度为1800-1950℃，熔炼时间为4.5-5h，熔炼完成后，往真空炉内充氩气进行降温，炉内温度降到200℃时所熔炼的钛合金出炉，出炉后的钛合金表面进行打磨处理，并且取样进行化学分析，经过检测把达到设计标准的钛合金再进行探伤处理；

第四步、开坯：把第三步中经过真空炉熔炼后的经过检测合格并被处理好的钛合金锭加热到1200℃后锻成毛板坯，使用车床和刨床铣掉毛板坯表面的氧化层和吸气层后使用砂轮进行表面的修理；

第五步、轧制：开坯后处理好的钛合金要经过初轧、精轧、退火处理和冷轧的过程，具体过程如下所述：

初轧：把第四步中表面处理好的板坯放入到1600吨的热轧机内进行初轧，初轧的温度为1000℃，轧制好后进行中断及处理；

精轧：把经过初轧处理好的板条再进行第二次精轧，精轧时的温度为930℃；

退火处理：把精轧好的板条进行退火处理，退火温度为850℃，表面要去掉氧化皮或进行酸碱洗；

冷轧：把退火处理后的板条放到1500吨四辊式冷轧机上进行冷轧后进行剪切包装。

采用上述方法制备的钛合金在制作刀具时还要进行形变热处理和固溶时效处理，具体如下所述：

形变热处理：