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CN103789572A - 一种高铝钛合金球头用板的生产工艺 - Google Patents

一种高铝钛合金球头用板的生产工艺 Download PDF

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CN103789572A
CN103789572A CN201410069813.6A CN201410069813A CN103789572A CN 103789572 A CN103789572 A CN 103789572A CN 201410069813 A CN201410069813 A CN 201410069813A CN 103789572 A CN103789572 A CN 103789572A
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China
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titanium alloy
high aluminum
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production technique
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CN201410069813.6A
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English (en)
Inventor
王卫超
包淑娟
刘茵琪
郭朋
顾新盛
李渤渤
包甄珍
朱丹阳
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Luoyang Sunrui Titanium Precision Casting Co Ltd
Original Assignee
Luoyang Sunrui Titanium Precision Casting Co Ltd
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Abstract

一种高铝钛合金球头用板的生产工艺,涉及材料加工领域,将制备好的原料通过熔炼、检测、锻造、铣面、热扎、退火和处理的工艺步骤,获取高铝钛合金球头用板;本发明所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,工艺路线稳定可靠,产品性能优良。

Description

一种高铝钛合金球头用板的生产工艺
技术领域
本发明属于材料加工领域,具体地说本发明涉及一种高铝钛合金球头用板的生产工艺。
背景技术
公知的,钛合金因具有密度小、强度高、耐蚀性及耐磨性好等特点而被广泛用于高品质高尔夫球头用材料,金属钛的强度和钢的强度相当,密度约为钢的60%,制作出相同体积的钛合金球头和铁制球头相比,钛合金球头的质量较轻,所以深受市场的欢迎;目前市场上的高尔夫球头主要由铸造壳体和打击面板材料焊接而成,但是,优良的打击面材料,应该具有低密度、高弹性、高强度的特性,由于钛合金本身弹性模量低的特点,给提高球头用板性能带来了瓶颈;而且高强度板材在塑性变形过程中表面和边部裂纹严重,不但给加工带来了困难且严重影响了成品板材的外观。
发明内容
为了克服背景技术中的不足,本发明提供了一种高铝钛合金球头用板的生产工艺。
实现本发明的技术方案如下:
一种高铝钛合金球头用板的生产工艺,包括原料制备、制作成品板坯、热扎、退火和处理,具体操作步骤如下:
1)原料制备:
所述高铝钛合金球头用板的原料成分按质量百分数包含:
零级海绵钛    85%-91%
Al-V55合金     1%-4%
TiO2合金        0-3%
Al-Mo60合金或Al-Si10合金    1%-4%
纯度为99%的Al粉    3%-8%,
将上述原料挤压电极,备用;
2)熔炼、检测:
接上一步骤,将上一步骤获取的挤压电极后的原料进行熔炼后进行检测,获取合格的铸锭;
3) 锻造、铣面
接上一步骤,将上一步骤获取的合格的铸锭进行锻造、铣面和修磨的工艺步骤获取表面无裂纹和氧化物残留的成品板坯;
4)热扎:
接上一步骤,将上一步骤获取的成品板坯进行粗轧、修磨和精轧的工艺步骤;
5)退火:
接上一步骤,将上一步骤热扎后的成品板坯进行退火;
6)处理:
接上一步骤,将上一步骤退火后的成品板坯进行喷砂、酸洗去除表面氧化皮,并修磨去除局部的裂纹后定尺。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,在步骤2中所述的熔炼为采用真空自耗炉熔炼,熔炼至铸锭的成分均匀,无偏析、夹杂现象。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,在步骤2中所述合格铸锭的标准为:铸锭中AL的含量为7.5%-9.0%。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,在步骤3中所述锻造的加热温度为1100-1160℃,锻造板坯规格为120-130X1100X1200mm。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,在步骤3中所述铣面后的板坯规格为110-120X1080X1100mm;所述修磨的深度<板坯厚度10%,深宽比≤1:10。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺, 在步骤4中所述粗轧的装炉温度为600~800℃,加热温度为1000~1100℃,加热时间以1.7±0.2min/mm计算,轧程变形率为80~90%,道次变形率为8~20%;所述精轧的装炉温度为600~900℃,加热温度为900~1000℃,加热时间按照1.3±0.15min/mm计算,轧程变形率为50~65%,道次变形率为4~20%。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,在步骤5中所述退火温度为700~850℃,保温时间45~120min,冷却速率不低于空冷。
通过上述公开内容,本发明的有益效果是: 
本发明所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,工艺路线稳定可靠,产品性能优良;与常规方法生产球头板材相比:
一、性能优良,板材屈服强度为900-1000MPa,抗拉强度为1000-1150MPa,延伸率为8-20%;
二、弹性好,钛合金的弹性模量一般为100-110GPa,新产品的横向弹性模量提高17%,达到130-140GPa,使得板材的CT值提高0.8%;
三、寿命长,强度提高10%,炮击值提高40%;
四、成品修磨量小,在铣面后表面修磨处理,完全去除表面微小裂纹,然后在精轧阶段进行辅助修磨,可以保证成品板材几乎不用修磨。
具体实施方式
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明,本发明并不局限于下面的实施例;公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。
所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,包括原料制备、熔炼、检测、锻造、铣面、热扎、退火和处理,具体操作步骤如下:
1)原料制备:
所述高铝钛合金球头用板的原料成分按质量百分数包含:
零级海绵钛    85%-91%
Al-V55合金     1%-4%
TiO2合金        0-3%
Al-Mo60合金或Al-Si10合金    1%-4%
纯度为99%的Al粉    3%-8%,
将上述原料挤压电极,备用;
2)熔炼、检测:
接上一步骤,将上一步骤获取的挤压电极后的原料进行熔炼后进行检测,获取合格的铸锭;所述的熔炼为采用真空自耗炉熔炼,熔炼至铸锭的成分均匀,无偏析、夹杂现象;所述合格铸锭的标准为:铸锭中AL的含量为7.5%-9.0%;
3) 锻造、铣面
接上一步骤,将上一步骤获取的合格的铸锭进行锻造、铣面和修磨的工艺步骤获取表面无裂纹和氧化物残留的成品板坯;所述锻造的加热温度为1100-1160℃,锻造板坯规格为120-130X1100X1200mm;所述铣面后的板坯规格为110-120X1080X1100mm;所述修磨的深度<板坯厚度10%,深宽比≤1:10;
4)热扎:
接上一步骤,将上一步骤获取的成品板坯进行粗轧、修磨和精轧的工艺步骤;所述粗轧的装炉温度为600~800℃,加热温度为1000~1100℃,加热时间以1.7±0.2min/mm计算,轧程变形率为80~90%,道次变形率为8~20%;所述精轧的装炉温度为600~900℃,加热温度为900~1000℃,加热时间按照1.3±0.15min/mm计算,轧程变形率为50~65%,道次变形率为4~20%;
5)退火:
接上一步骤,将上一步骤热扎后的成品板坯进行退火;所述退火温度为700~850℃,保温时间45~120min,冷却速率不低于空冷;
6)处理:
接上一步骤,将上一步骤退火后的成品板坯进行喷砂、酸洗去除表面氧化皮,并修磨去除局部的裂纹后定尺。
实施例1
按以下工艺路线及工艺参数进行Ti811球头板生产:
一、板坯选择:①:选料:选择90%零级海绵钛、2%的Al-V55(V含量55%)合金、2%的Al-Mo60(Mo含量60%)合金、6%的高纯度Al(Al99%)粉作为原料,压制电极;②熔炼:使用真空自耗炉普通工艺,熔炼至铸锭的成分均匀,无偏析、夹杂现象;③经检测,Al的含量为7.5-8.5%。
二、锻造铣面: ①锻造加热温度为1100-1160℃,锻造板坯规格为120-130*1100*1200mm;②铣面后规格为110-120*1080*1100mm,局部裂纹可修磨,修磨深度<板坯厚度10%,深宽比≤1:10,成品板坯表面无裂纹、氧化物残留;
三、热轧和退火:①粗轧:装炉温度700-800℃,加热温度1000-1100℃,加热时间以1.7±0.2min/mm计算,轧程变84%,道次变形率8-20%;②修磨:砂轮修磨去除表面裂纹。③精轧:装炉温度600-900℃,加热温度900-1000℃,加热时间按照1.3±0.15min/mm计算,轧程变形率50-65%,道次变形率4-20%。④大气退火:在700-800℃之间选择退火温度,保温时间45-120min,冷却速率不低于空冷。
四、后处理:喷砂、酸洗去除表面氧化皮、修磨去除局部裂纹、定尺。
采用上述工艺方法制备的4*1000*2000规格Ti811板材,成品板材组织较为均匀,由α基体+少量片状α+点状条状β,晶粒度13级;成品板屈服强度980 MPa、抗拉强度1060MPa、横向弹性模量134GPa,延伸率14%。
实施例2
按以下工艺路线及工艺参数进行Ti9Al球头板生产:
一、板坯选择:①:选料:选择90.3%零级海绵钛、2.2%的Al-V55(V含量55%)合金、2.2%的Al-Si10(Si含量10%)合金、0.1%的TiO2、5.2%的高纯度Al(Al含量99%)粉作为原料,压制电极;②熔炼:使用真空自耗炉熔炼,熔炼3次;③成分测试:Al含量为8.2-9.0%。
二、锻造铣面:①锻造加热温度为1100-1160℃,锻造板坯规格为120-130*1100*1200mm;②铣面后规格为110-120*1080*1100mm,局部裂纹可修磨,修磨深度<板坯厚度10%,深宽比≤1:10,成品板坯表面无裂纹、氧化物残留;
三、热轧和退火:①粗轧:装炉温度700-800℃,加热温度1000-1100℃,加热时间以1.7±0.2min/mm计算,轧程变84%,道次变形率8-20%;②修磨:砂轮修磨去除表面裂纹。③精轧:装炉温度600-900℃,加热温度900-1000℃,加热时间按照1.3±0.15min/mm计算,轧程变形率50-65%,道次变形率4-20%。④大气退火:在800-850℃之间选择退火温度,保温时间45-120min,冷却速率不低于空冷。
四、后处理:喷砂、酸洗去除表面氧化皮、修磨去除局部裂纹、定尺。
采用上述工艺方法制备的4×1000×2000mm规格T9Al板材,成品板材组织均匀,由α基体+少量片状α+点状条状β,晶粒度13级;成品板屈服强度950MPa、抗拉强度1020MPa、横向弹性模量129GPa,延伸率16.5%。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例,而并非对本发明创造具体实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (7)

1.一种高铝钛合金球头用板的生产工艺,包括原料制备、制作成品板坯、热扎、退火和处理,其特征是:具体操作步骤如下:
1)原料制备:
所述高铝钛合金球头用板的原料成分按质量百分数包含:
零级海绵钛    85%-91%
Al-V55合金     1%-4%
TiO2合金        0-3%
Al-Mo60合金或Al-Si10合金    1%-4%
纯度为99%的Al粉    3%-8%,
将上述原料挤压电极,备用;
2)熔炼、检测:
接上一步骤,将上一步骤获取的挤压电极后的原料进行熔炼后进行检测,获取合格的铸锭;
3) 锻造、铣面
接上一步骤,将上一步骤获取的合格的铸锭进行锻造、铣面和修磨的工艺步骤获取表面无裂纹和氧化物残留的成品板坯;
4)热扎:
接上一步骤,将上一步骤获取的成品板坯进行粗轧、修磨和精轧的工艺步骤;
5)退火:
接上一步骤,将上一步骤热扎后的成品板坯进行退火;
6)处理:
接上一步骤,将上一步骤退火后的成品板坯进行喷砂、酸洗去除表面氧化皮,并修磨去除局部的裂纹后定尺。
2.根据权利要求1所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,其特征是:在步骤2中所述的熔炼为采用真空自耗炉熔炼,熔炼至铸锭的成分均匀,无偏析、夹杂现象。
3.根据权利要求1所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,其特征是:在步骤2中所述合格铸锭的标准为:铸锭中AL的含量为7.5%-9.0%。
4.根据权利要求1所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,其特征是:在步骤3中所述锻造的加热温度为1100-1160℃,锻造板坯规格为120-130X1100X1200mm。
5.根据权利要求1所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,其特征是:在步骤3中所述铣面后的板坯规格为110-120X1080X1100mm;所述修磨的深度<板坯厚度10%,深宽比≤1:10。
6.根据权利要求1所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,其特征是:在步骤4中所述粗轧的装炉温度为600~800℃,加热温度为1000~1100℃,加热时间以1.7±0.2min/mm计算,轧程变形率为80~90%,道次变形率为8~20%;所述精轧的装炉温度为600~900℃,加热温度为900~1000℃,加热时间按照1.3±0.15min/mm计算,轧程变形率为50~65%,道次变形率为4~20%。
7.根据权利要求1所述的高铝钛合金球头用板的生产工艺,其特征是:在步骤5中所述退火温度为700~850℃,保温时间45~120min,冷却速率不低于空冷。
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