钛或钛合金接触表面制造技术

本发明专利技术主要涉及基本不含镍的非不锈性低合金钢用于制造接触钛或钛合金的物件的至少一个表面的用途，以及制造至少这种物件的表面的方法。具体地，本发明专利技术涉及所述合金的以下用途：制造用于钛基合金或钛合金固态热成形的模具的至少接触表面，或者制造用于钛或钛合金固体合金或粉末致密化或成形的工具的至少接触表面。本发明专利技术还能够制造用来接触钛或钛合金的物件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及基本不含镍的非不锈性低合金钢用于制造至少接触固态钛或钛合金的物件表面的用途，以及用所述钢制造至少这种物件的表面的方法。
技术介绍
借助于用不同类型钢制成的热成形模具或工具制造钛基合金或钛合金零件是公知的。迄今为止，为了防止与钛和钛合金的实质性表面扩散反应，至少模具或工具上接触钛和钛合金的部分是用特选的钢制造的。在该情形中，使用的钢是通过粉末冶金法制成的碳钢(MdP)、用于可复原模具部件的奥氏体不锈钢(MdP)、马氏体时效钢和用于等温、可能超塑性成形的高镍热强钢。但是，这些钢不能充分限制与钛和钛合金的表面扩散。还使用了其他类型的钢制造接触钛合金的模具。这些主要含铬和钼但是不含镍的高合金钢不与钛反应。但是，这些合金属于不锈钢类，与本专利技术生产的合金不同。在以上两种情况中，尤其存在铁的扩散，并且可能形成金属间区，这使表面性质受损。还观察到显微结构的表面变化。为了修正这一点，必须采取其他昂贵的操作，例如零件表面的防扩散涂层、化学溶解。专利技术目的本专利技术的主要目的是解决如下新的技术问题为接触钛和钛合金的表面选择钢，所选的钢能够防止钢成分和铁的表面扩散引起的，特别是与钛和钛合金的任何实质性(可测量的)反应。本专利技术的另一目的是通过一种简单、经济的方案解决该技术问题，该方案可以在工业规模上用于形成固态钛或钛合金。专利技术概述和详述通过本专利技术，上述这些新的技术问题第一次用一种简单、经济、可靠、可重复的方法得到解决，这种方法可以在工业规模上应用。根据第一方面，本专利技术涉及基本不含镍的非不锈性低合金钢用于制造至少接触钛或钛合金的物件表面的用途，该物件用于所述钛或钛合金的固态成形，例如用于钛或钛合金粉末的致密化和/或成形，或者用于实心钛或实心钛合金的成形。根据本专利技术的第一实施方案，所述钢用于制造至少模具的接触面，该模具用于钛或钛合金的固态热成形。根据本专利技术的第二实施方案，所述钢用于制造用于钛或钛合金粉末致密化和/或成形的工具。根据本专利技术的第三实施方案，所述钢用于制造用于实心钛或实心钛合金固态成形的工具。有利地，成形不限于形成“最终”部件，例如还可包括形成坯料，然后可以进行另一操作，例如锻造、模冲压或轧制。有利地，使用一种低合金钢，其含有低于10wt％的合金元素，特别是，所述钢含有以下重量百分比的成分-镍低于或等于2.5％，优选低于或等于0.5％，-铬0.5％至4％，优选0.8％至2％，-碳低于或等于1，优选低于或等于0.4％；-其余成分铁和不可避免的杂质。根据一个有利的实施方案，该用途的特征在于所述钢含有0.1-4wt％的钼，优选0.1-2wt％的钼，更佳为0.15-1wt％的钼。根据另一个有利的实施方案，本专利技术用途的特征在于所述钢含有0.05-4wt％的钒，优选0.05-2wt％的钒，更佳为0.1-1wt％的钒。根据本专利技术另一有利实施方案，前述任一项的用途的特征在于所述钢是18CD4级钢。根据本专利技术另一有利实施方案，根据前述任一项的用途的特征在于所述钢是15CDV6级钢。根据第二方面，本专利技术还包括制造至少接触钛或钛合金的物件表面的方法，该物件用于所述钛或钛合金的固态成形，例如，用于钛或钛合金粉末的致密化和/或成形，或者用于实心钛或实心钛合金的成形，该方法的特征在于包括用基本不含镍的非不锈性低合金钢制造所述表面，所述钢如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义。这样，特别能够防止所述钢成分特别是铁的表面扩散引起的，与固态钛和钛合金的任何实质性(可测量的)反应。应用本专利技术的钢，能够显著防止本专利技术钢的组成元素在钛或钛合金中的粘附和扩散。表面显微结构不变，这与现有技术的钢所观察到的不同。有利地，应用本专利技术的钢，能够实现固态钛或钛基合金不受来自本专利技术物件之元素的可测量的污染。根据本专利技术的第一实施方案，制造方法包括制造至少模具的接触面，该模具用于钛和钛合金的固态热成形。根据本专利技术的第二实施方案，制造方法包括制造用于钛或钛合金粉末致密化和/或成形的工具。根据本专利技术的第三实施方案，制造方法包括制造用于实心钛或实心钛合金固态成形的工具。根据这两方面的一个具体实施方案，本专利技术的方法的特征在于热成形在至少等于500℃且低于1000℃，优选低于约980℃的温度下进行。根据一个具体实施方案，该方法的特征在于进行TA6V级钛部件的成型。根据另一具体实施方案，本专利技术的方法的特征在于钛基合金，特别是TA6V级合金的泵叶轮(pump impeller)是利用通过车削或研磨用所述低合金钢制成的工具制造的。根据第四方面，本专利技术还涵盖包括接触钛或钛合金的接触面的物件，该物件用于钛或钛合金的固态成形，例如用于钛或钛合金粉末的致密化和/或成形，或者用于实心钛或实心钛合金的成形，其特征在于，至少该物件的所述接触面是用基本不含镍的非不锈性低合金钢制成的，这种钢如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义，或者是通过如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义的方法获得的。根据第五方面，本专利技术还包括用于钛或钛合金粉末致密化和/或成形的工具，其特征在于，至少该工具的接触固态钛或钛合金的表面是用非不锈性低合金钢制成的，这种钢如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义，或者是通过如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义的方法获得的。根据第六方面，本专利技术还包括用于实心钛或实心钛合金固态成形的工具，其特征在于，至少该工具的接触固态钛或钛合金的表面是用非不锈性低合金钢制成的，这种钢如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义，或者是通过如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义的方法获得的。根据第七方面，本专利技术还包括用于钛或钛合金固态热成形的模具，例如用于钛或钛合金粉末致密化和/或成形，或者用于实心钛或实心钛合金成形，其特征在于，至少该模具的接触固态钛或钛合金的表面是用非不锈性低合金钢制成的，这种钢如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义，或者是通过如前面和下面的描述(包括作为本专利技术组成部分的实施例，除非另外说明)所定义的方法获得的。有利地，本专利技术涉及用于热处理的支持工具。根据一个具体实施方案，所述钢的铬含量为0.5-4wt％，镍含量低于2.5wt％，碳含量低于1wt％。本专利技术所用的钢可以通过锻造、轧制，然后通过机械加工或磨削制成，或者是铸钢。优选地，这种钢经受退火条件，以改善尺寸可重复性。根据所述用途的描述，参考本专利技术提供的几个优选实施例，本专利技术的其他目的、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的，这些实施例只是对本专利技术的说明，而不是限制本专利技术的范围。在这些实施例中，除非另外说明，百分比是重量百分比，温度是摄氏度或室温，压力是大气压，气氛是空气。实施例实施例1-7本专利技术的测试钢和比较钢本专利技术的(EX 1、EX 2A和EX 2B)和现有技术的(EX 3A、EX3B、EX 4和EX 5)下述可以购到的低碳钢和低合金钢，分别(特别是15CDV6级可从THYSSEN FRANCE SA MANUFACTURERS获得，18CD本文档来自技高网...

【技术保护点】
基本不含镍的非不锈性低合金钢用于制造至少接触钛或钛合金的物件表面的用途，该物件用于所述钛或钛合金的固态成形，例如用于钛或钛合金粉末的致密化和／或成形，或者用于实心钛或实心钛合金的成形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：热拉尔盖松，多米尼克科万，迪迪埃吉夏尔，
申请(专利权)人：奥贝特迪瓦尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]