[发明专利]一种超硬钛合金基体的制备方法

说明书

本发明公开了一种超硬钛合金基体的制备方法，包括选取钛或钛合金坯料，将钛或钛合金坯料粉碎后进行熔炼、锻造加工得到钛合金基体，具体如下：将钛或钛合金坯料用自动混料机送到万吨油机自动压制自耗电极，用机械手运送到氩弧焊机焊接或送到真空氩弧焊机焊接电极；将焊接的自耗电极采用真空自耗电弧熔炼，记录熔炼的电流，熔炼出的合格熔锭经大型机床扒皮再送到数控快锻机；采用数控快速锻造机锻造基体铸锭；超硬磨具基体的加工，采用数控激光切削五轴机床加工，或者采用数控五轴联动加工，经热处理消除应力，退火温度控制为700℃。本发明以钛合金材料取代钢合金和不锈钢基体，具有比重轻、高熔点、耐高温、耐腐蚀、无磁性等优点。

技术领域

本发明属于金属制备技术领域，具体涉及一种超硬钛合金基体的制备方法。

背景技术

超硬材料砂轮是用量很大，应用领域广泛。制造金刚石砂轮和立方氮化鹏砂轮，在高速旋转，可对各种金属材料和非金属材料工件进行粗磨和精磨外圆、平面、内圆、无心磨、刃磨、螺纹磨、电解磨、磨槽、磨齿等。

金刚石砂轮钛合金基体适合于任何结合剂，金属结合剂，烧结金属结合剂，电镀金属结合剂，钎焊金属结合剂组成。特别钛合金基体添加铌元素采用树脂结合剂，金刚石容易结合牢，发热量小，不易堵塞，自锐性好，对军工部件磨削，平稳，无振动。

但是，由于超硬钛合金基体材料要求的特殊性以及应用领域对材料的高要求性，现有的材料还完全满足上述所有要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种超硬钛合金基体的制备方法，以钛合金材料取代钢合金和不锈钢基体，具有比重轻、高熔点、耐高温、耐腐蚀、无磁性等优点。

本发明所采用的技术方案是，一种超硬钛合金基体的制备方法，包括选取钛或钛合金坯料，将钛或钛合金坯料粉碎后进行熔炼、锻造加工得到钛合金基体。

本发明的特点还在于，

选取的钛坯料为0―1级以上品质的海绵钛，其杂质元素中氧含量所占质量百分比不大于0.09―0.10％，氢元素所占质量百分比不大于0.008―0.015％，氮元素所占质量百分比不大于0.05％，碳元素所占质量百分比不大于0.08％；

所述选取的钛合金坯料中各元素所占质量百分比分别为：AI元素5％，V元素4％，Cr铬元素1％，Nb元素3％，Zr元素5％，Ti元素82％，上述元素的质量百分比之和为100％。

锻造加工得到钛合金基体具体如下：

将钛或钛合金坯料用自动混料机送到万吨油机自动压制自耗电极，用机械手运送到氩弧焊机焊接或送到真空氩弧焊机焊接电极；

将焊接的自耗电极采用真空自耗电弧熔炼，记录熔炼的电流，熔炼出的合格熔锭经大型机床扒皮再送到数控快锻机；

采用数控快速锻造机锻造基体铸锭；

超硬磨具基体的加工，采用数控激光切削五轴机床加工，或者采用数控五轴联动加工，经热处理消除应力，退火温度控制为700℃。

数控快速锻造机锻造基体铸锭时，钛合金锻造温度为1000℃-1160℃，终段温度为850℃；变形坯料温度为960℃-1100℃，终段温度为800℃，基体成品的加热温度为800℃，终段温度为750-800℃。

将焊接的自耗电极采用真空自耗电弧熔炼时，坩埚直径为300毫米，焊机电流为4千安，冷却时间为1min，稳弧电流为10A，起弧电流为6.0～6.5KA，电弧电压为30～32V。

将焊接的自耗电极采用真空自耗电弧熔炼时，焊接真空度为5*10^-2毫米汞柱，熔前真空度为10^-2～1×10^-3毫米汞柱，熔铸真空度为1×10^-3毫米汞柱，漏气率为5×10^-2毫米汞柱。