一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，选取纵、横向组织均匀的TC20钛合金锻坯，置于步进式电阻炉中，在相变点以下高温加热，采用一火次多道次对锻坯轧进行精锻；然后在相变点以下将经步骤1精锻的坯料采用步进式电阻炉中加热，并进行单火多道次轧制；最后对其进行热处理，矫直磨光，即得到TC20钛合金细晶棒材。采用本发明专利技术方法可以生产出Φ8～Φ15mm横向组织均匀的细晶TC20棒材，比常规轧制工艺生产的棒材横向组织细小均匀，满足GB/T 13810‑2007评级图A1‑A3级，各项性能也达到了外科植入物用TC20棒材的标准要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛合金材料加工
，具体涉及一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法。
技术介绍
TC20(名义成分Ti-6Al-7Nb)钛合金具有低的密度、合适的强度和高的疲劳强度以及优良的生物相容性、耐腐蚀性、可加工性等特点，被作为生物医用材料广泛使用。GB/T 13810-2007对外科植入物用TC20钛合金的显微组织规定：为α+β组织，且应符合图谱的A1-A9级。部分医疗器械厂商要求Φ8～Φ15mm TC20钛合金棒材的组织满足图谱A1-A3级。TC20钛合金工艺性能不佳，传统热加工工艺可得到等轴α+β转变组织，可满足标准图谱的A5-A9级。故采用常规的制备方法很难稳定生产出组织细小(A1-A3级)的Φ8～Φ15mm棒材。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，用以制备Φ8～Φ15mm的TC20钛合金细晶棒材，解决了TC20棒材Φ8～Φ15mm常规轧制生产工艺产生的横向显微组织不均匀，晶粒粗大的问题。1.本专利技术所采用的技术方案是：一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1，精锻：选取纵、横向组织均匀的TC20钛合金锻坯，置于步进式电阻炉中，在相变点以下高温加热，采用一火多道次对锻坯轧进行精锻；步骤2，轧制：在相变点以下将经步骤1精锻的坯料采用步进式电阻炉中加热，并进行单火多道次轧制；步骤3，热处理：对经步骤2轧制后的坯料进行热处理，然后矫直磨光，即得到TC20钛合金细晶棒材。本专利技术的特点还在于，步骤1中加热温度为相变点以下20℃～40℃，炉内充分保温，保温时间70min以上。步骤1中精锻过程中坯料的每道次变形量为20％～35％，累计变形量为70％～80％。步骤2中加热温度为相变点以下70℃～100℃，炉内充分保温，保温时间50min以上。步骤2中轧制过程中坯料的每道次变形量为25％～40％，累计变形量为90％～98％。步骤3中热处理温度为780℃～830℃，保温时间为1～2h。步骤3中得到的TC20钛合金细晶棒材规格为Φ8～Φ15mm。本专利技术的有益效果是，一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，通过变形方式、加热温度、道次变形量以及单火次累计变形量来控制棒材的组织，能使该钛合金棒材横向组织细小均匀，得到Φ8～Φ15mm横向组织均匀的细晶TC20棒材。比常规轧制工艺生产的棒材横向组织细小均匀，满足GB/T 13810-2007评级图A1-A3级，各项性能也达到了外科植入物用TC20棒材的标准要求。附图说明图1是本专利技术实施例2制备得到的TC20钛合金细晶棒材的横向组织高倍图；图2是本专利技术实施例3制备得到的TC20钛合金细晶棒材的横向组织高倍图；图3是本专利技术制备得到的TC20钛合金细晶棒材的各项力学性能图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1，选取纵、横向组织均匀的TC20钛合金棒材锻坯，置于步进式电阻炉中，在相变点以下20℃～40℃加热，炉内充分保温，保温时间70min以上，采单火多道次精锻加工，每道次变形量为20％～35％，累计变形量为70％～80％；步骤2，将经步骤1得到的精锻的棒材采用步进式电阻炉中加热，加热温度选择在相变点以下70℃～100℃，炉内充分保温，保温时间50min以上，采用单火次多道次在横列式轧机上轧制加工，每道次变形量为25％～40％，累积变形量90％～98％；步骤3，将经步骤2轧制的的棒材在750℃～830℃下热处理1h～2h，然后矫直磨光，即得到Φ8～Φ15mm的TC20钛合金细晶棒材。本专利技术提出的TC20钛合金细晶棒材加工方法，通过变形方式、加热温度、道次变形量以及单火次累计变形量来控制棒材的组织，能使该钛合金棒材横向组织细小均匀，并且性能达到了外科植入物用钛材的标准要求。本专利技术方法能够生产出Φ8～Φ15mm横向组织均匀的细晶TC20棒材。比常规轧制工艺生产的棒材横向组织细小均匀，满足GB/T 13810-2007评级图A1-A3级，各项性能也达到了外科植入物用TC20棒材的标准要求。实施例1步骤1，选取规格为Φ90mm，纵、横向组织均匀的TC20钛合金棒材锻坯，置于步进式电阻炉中，在990℃加热，保温70min，采1火次精锻到Φ45mm(累积变形量70％)，每道次变形量为20％～31％；步骤2，将经步骤1得到的精锻的棒材在步进式电阻炉中加热，加热温度在920℃，保温50min，采用1火次轧制到Φ10.5mm(累积变形量94％)，每道次变形量为25％～35％；步骤3，将经步骤2轧制的棒材在830℃下热处理1h，然后矫直磨光，即得到Φ10.5mm的TC20钛合金细晶棒材。实施例2步骤1，选取规格为Φ110mm，纵、横向组织均匀的TC20钛合金棒材锻坯，置于步进式电阻炉中，在970℃加热，保温150min，采1火次精锻到Φ55mm(累积变形量75％)，每道次变形量为25％～35％；步骤2，将经步骤1得到的精锻的棒材在步进式电阻炉中加热，加热温度在930℃，保温70min，采用1火次轧制到Φ8.0mm(累积变形量98％)，每道次变形量为30％～40％；步骤3，将经步骤2轧制的的棒材在800℃下热处理1.5h，然后矫直磨光，即得到Φ8mm的TC20钛合金细晶棒材。实施例3步骤1，选取规格为Φ105mm，纵、横向组织均匀的TC20钛合金棒材锻坯，置于步进式电阻炉中，在980℃加热，保温130min，采1火次精锻到Φ47mm(累积变形量80％)，每道次变形量为20％～30％；步骤2，将经步骤1得到的精锻的棒材在步进式电阻炉中加热，加热温度在940℃，保温70min，采用1火次轧制到Φ15mm(累积变形量90％)，每道次变形量为28％～40％；步骤3，将经步骤2轧制的的棒材在750℃下热处理2h，然后矫直磨光，即得到Φ15mm的TC20钛合金细晶棒材。图1和图2分别为实施例2和3中采用本专利技术方法制备得到的TC20钛合金细晶棒材的横向组织高倍图，从图中可以看出丝材的横向组织均匀。图3是本专利技术方法制备得到的TC20钛合金细晶棒材的各项力学性能图，从图中可以看出其各项力学性能都达到了标准要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，精锻：选取纵、横向组织均匀的TC20钛合金锻坯，置于步进式电阻炉中，在相变点以下高温加热，采用一火多道次对锻坯轧进行精锻；步骤2，轧制：在相变点以下将经步骤1精锻的坯料采用步进式电阻炉中加热，并进行单火多道次轧制；步骤3，热处理：对经步骤2轧制后的坯料进行热处理，然后矫直磨光，即得到TC20钛合金细晶棒材。

【技术特征摘要】
1.一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，精锻：选取纵、横向组织均匀的TC20钛合金锻坯，置于步进式电阻炉中，在相变点以下高温加热，采用一火多道次对锻坯轧进行精锻；步骤2，轧制：在相变点以下将经步骤1精锻的坯料采用步进式电阻炉中加热，并进行单火多道次轧制；步骤3，热处理：对经步骤2轧制后的坯料进行热处理，然后矫直磨光，即得到TC20钛合金细晶棒材。2.根据权利要求1所述的一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中加热温度为相变点以下20℃～40℃，炉内充分保温，保温时间70min以上。3.根据权利要求1所述的一种TC20钛合金细晶棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中精锻过程中坯料的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱燕丽，李英浩，杜小联，侯峰起，和永岗，王晓亮，刘向宏，冯勇，
申请(专利权)人：西部超导材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61