[发明专利]一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金及钛合金棒材的生产方法

权利要求书

1.一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金，其特征在于，以重量百分数计，含有AL:5.5～6.5％，V:3.5～4.5％，Fe:0.15～0.25％，Si：0.1～0.5％，O:0.08～0.13％，C:0～0.05％，N:0～0.03％，H:0～0.005％，其余为Ti及海绵钛中不可避免的杂质元素；上述各组分含量之和为100％。

2.根据权利要求1所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金，其特征在于，以重量百分数计，含有AL:6.12％,V:4.01％,Fe:0.17％,Si：0.12％，O:0.10％，C:0.027％，N:0.005％，H:0.0017％，其余为Ti及海绵钛中不可避免的杂质元素；上述各组分含量之和为100％。

3.根据权利要求1所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金，其特征在于，以重量百分数计，含有AL:6.15％,V:4.05％，Fe:0.18％，Si：0.13％，O:0.11％，C:0.025％，N:0.006％，H:0.0015％，其余为Ti及海绵钛中不可避免的杂质元素；上述各组分含量之和为100％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金，其特征在于，该TC4ELI钛合金的室温力学性能为：抗拉强度Rm的范围为：1050～1100MPa；屈服强度Rp的范围为：0.2：950～1000MPa；延伸率A的范围为：0～20％；断面收缩率Z：的范围为：0～40％；弹性模量E：105～110GPa。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金棒材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

熔炼：按所述重量百分数称取AL、V、Fe、Si、O、C、N、H以及Ti后，将其混合，得到混合物；之后在所述混合物上压制电极，熔炼成铸锭；

锻造：所述铸锭经过锯切及表面防氧化涂层处理，分别在合金相变点以上及α+β两相区进行多火次的换向墩拔锻造，中间进行表面缺陷的打磨处理，得到方坯；

粗轧：对所述方坯进行表面修磨处理，在α+β两相区进行保温，经大的轧制变形，得到盘条，使合金的组织更加细小均匀；

精轧：对所述盘条进行表面的去缺陷处理，在低于粗轧温度进行成品精轧，确保成品表面不产生较大的缺陷；

热处理：精轧完的轧条根据成品长度进行预矫直和下料，在退火炉中进行700～800℃的退火，然后进行无应力矫直处理；

精整：矫直后的直棒进行精整确保尺寸、光洁度满足要求，最后进行喷码、入库。

6.根据权利要求5所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金棒材的生产方法，其特征在于，所述熔炼步骤中，配料采用的海绵钛选择零级小颗粒原料。

7.根据权利要求5所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金棒材的生产方法，其特征在于，所述熔炼步骤中，采用三次真空自耗熔炼，确保成分均匀，无内部缺陷。

8.根据权利要求5所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金棒材的生产方法，其特征在于，所述精整步骤中，对所述直棒在自动串联磨削线上进行少量、多次的磨削加工进行精整。

9.根据权利要求6-8任一项所述的一种用于超声手术刀的TC4ELI钛合金棒材的生产方法，其特征在于：

熔炼：选用铝-钒合金、铝-硅合金、铝豆为原料，制备Φ620mm的铸锭，扒皮、探伤及锯切冒口；

锻造：铸锭分别从β单相区、α+β两相区经压机、快锻机反复墩拔、换向锻造，变形至所需方坯料尺寸，中间进行修磨去除表面缺陷；

粗轧：表面无缺陷的方坯，在α+β两相区经过连续轧制，直接由方坯粗轧至Φ10mm的盘条，扒皮去除表面缺陷；

精轧:盘条在低于粗轧温度进行精轧至Φ6.2mm；轧制速度3～5m/s，尺寸公差控制在0.03mm以内；

热处理：盘条经过辊式矫直，并定尺下断，然后在箱式炉里进行退火处理，退火温度700℃，退火时间90min，消除材料的加工应力，最后进行无应力矫直，直线度不大于0.1mm/m；

精整：矫直后的直棒经过串联的无心磨床进行磨削，磨削直成品Φ6.0mm，棒材表面的粗糙度Ra不大于0.4μm。