[发明专利]一种日用品用钛合金及其制备方法

说明书

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种日用品用钛合金及其制备方法。本发明提供了一种日用品用钛合金，以质量百分含量计，包括以下元素：Mo 0.8％～2.3％、Fe 0.5％～1.5％、O≤0.15％、余量的Ti和不可避免的杂质。本发明中Mo的加入能显著细化晶粒，Mo和Fe可协同提高材料的强度和硬度，通过特定含量的Mo、Fe和O相配合，有利于降低日用品用钛合金的晶粒尺寸，提高日用品用钛合金的延伸率、抛光性等加工性能。实施例表明，本发明提供的日用品用钛合金平均晶粒尺寸≤10μm，室温下抗拉强度为517～649MPa，延伸率为43～60％，布氏硬度可达184～210，具有良好的力学性能和加工性能。

技术领域

本发明属于合金技术领域，特别涉及一种日用品用钛合金及其制备方法。

背景技术

钛是世界公认的健康无毒元素，是唯一对人的味觉神经没有任何影响的金属。钛因具有对人体无害、轻盈、强抗腐蚀性、皮肤不过敏、无金属异味、不易生锈的优点，广泛用于杯子、锅具等高端日用品的制造。日用品用纯钛为不额外添加氧的工业纯钛，强度低，室温抗拉强度仅280～350MPa，其布氏硬度仅为100～130，抗磨损性能差，极易产生刮蹭划痕或使用变形；高氧纯钛虽然强度提升，但工艺性显著下降，难以满足冷成形要求。

目前，人们常常通过加入合金元素来改善纯钛或高氧纯钛的力学性能和工艺性，但钛合金中常添加的Al、Cr、Ni、Mn等元素，人体慢慢累积到一定量会危害人体健康，不宜用作日用品；Zr、Nb等元素偏贵，难以满足日用品经济性要求。此外，中国发明专利CN102828058A提供了一种名义成分为Ti-2.5Mo-1.5Fe的钛合金，中国专利申请CN109732084A提供了一种名义成分为Ti-6Mo-2～6Fe的钛合金，但以上发明专利中成品钛合金为魏氏组织，晶粒尺寸粗大，其提供的钛合金用于合金零件或汽车、航天等领域，并非适用于日用品。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种日用品用钛合金及其制备方法，本发明提供的日用品用钛合金具有强度和硬度高、晶粒细小、易抛光的特点，具有良好的加工性能，满足日用品用钛合金使用需求。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种日用品用钛合金，以质量百分含量计，包括以下元素：

Mo 0.8％～2.3％、Fe 0.5％～1.5％、O≤0.15％、余量的Ti和不可避免的杂质。

优选的，所述日用品用钛合金的抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥480MPa，延伸率≥40％，布氏硬度≥180，平均晶粒尺寸≤10μm。

优选的，以质量百分含量计，所述日用品用钛合金包括以下元素：

Mo 0.8％、Fe 1.5％、O 0.13％、余量的Ti和不可避免的杂质；

或Mo 1.0％、Fe 1.0％、O 0.10％、余量的Ti和不可避免的杂质；

或Mo 1.5％、Fe 1.0％、O 0.11％、余量的Ti和不可避免的杂质；

或Mo 1.8％、Fe 0.8％、O 0.15％、余量的Ti和不可避免的杂质；

或Mo 2.3％、Fe 0.5％、O 0.12％、余量的Ti和不可避免的杂质。

本发明还提供了上述技术方案所述日用品用钛合金的制备方法，包括以下步骤：

提供板坯；

将所述板坯依次进行热轧、半成品退火、冷轧和成品退火，得到所述日用品用钛合金。

优选的，所述板坯的制备方法包括：将合金原料进行真空自耗电弧熔炼，得到铸锭；将所述铸锭进行锻造，得到板坯；