钛合金板材及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种钛合金板材及其制造方法，该钛合金板材以其总重为100wt%计算，该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。本发明专利技术利用钛合金的新的成份比例，并利用新的轧制工艺可再提升本发明专利技术的钛合金板材具有更佳的强度性能与延伸率。

【技术实现步骤摘要】
钛合金板材及其制造方法
本专利技术是有关于一种钛合金板材及其制造方法，且特别是有关于一种具有更佳的强度性能的钛合金板材及其制造方法。
技术介绍
高尔夫球杆头由于其运动性质，球头需常以极高的挥杆速度去撞击坚硬的高尔夫球，且由于性能方面考虑，击球面厚度通常介于2~4mm之间，所以应用在球头的材料往往需要拥有极高的强度性能，才能承受其严苛的冲击环境。钛合金板材因具有高强度、耐腐蚀性、高耐热性等特点而被广泛用于运动产业领域，其中又以6铝4钒钛合金(Ti-6Al-4V合金)最具代表性。6铝4钒钛合金是目前使用钛合金的总量一半以上的材料，虽然具有良好物理性能，但是6铝4钒钛合金含有贵金属钒(Ｖ)，因此较为昂贵。而且6铝4钒钛合金为差排型麻田散铁组织，不利弯锻，如果需要将6铝4钒钛合金进行较大的弯锻，容易发生破裂的情况。本申请人的专利文献(中国台湾证书号TWI516318)曾提出一种高尔夫杆头的钛合金滚轧板，以特殊工法搭配专用合金材料，制造出高耐腐蚀性、高抗拉强度、高降伏强度、及高韧性等特质的钛合金板材，但由于产业竞争与持续创新的需求，追求更高强度、更优秀的钛合金材料为本申请人努力的方向。因此，便有需要提供一种具有更佳的强度性能的钛合金板材及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供一种具有更佳的强度性能的钛合金板材及其制造方法。依据上述的目的，本专利技术提供一种钛合金板材，以其总重为100wt%计算，该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。可选地，该钛合金板材的抗拉强度介在169~193KSI之间，且该钛合金板材的降伏强度介在158~181KSI之间。本专利技术还提供一种钛合金板材制造方法，包括下列步骤：对海绵钛、铝铁合金、铝钛合金、铝钼合金、钛锡合金及铝铬合金进行熔炼工艺，以形成一铸锭；对该铸锭进行一锻造工艺(forgingprocess)而形成一板胚：对该板胚进行一轧制工艺(rollingprocess)而形成一钛合金板材，其中该轧制工艺包括：一第一热处理步骤：在加热温度1000±100℃之间，将该板胚进行滚轧，使该板胚的原始厚度减至第一厚度；一第二热处理步骤：在加热温度800±100℃之间，将该第一热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第一厚度减至第二厚度；一第三热处理步骤：在加热温度1000±100℃之间，将该第二热处理步骤后的板胚进行水淬；以及一第四热处理步骤：在加热温度800±100℃之间，将该第三热处理步骤后的板胚进行换向滚轧，使该板胚的第二厚度减至第三厚度；其中该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。可选地，该熔炼工艺进行三次真空电弧自耗熔炼，并采用该钛锡合金、该铝钼合金、该铝铁合金、该铝铬合金及铝钛合金作为中间合金。可选地，该锻造工艺包括：进行一第一锻造步骤：在加热温度1200±50℃之间，将该铸锭进行一镦粗一拔长，锻后空冷，且修磨去除其表面裂纹及部分氧化皮，以形成一坯料；进行一第二锻造步骤：在加热温度1060±50℃之间，将该第一锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，且修磨去除其表面裂纹及部分氧化皮；进行一第三锻造步骤：在加热温度960±50℃之间，将该第二锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后空冷，且修磨去除其表面裂纹及部分氧化皮；进行一第四锻造步骤：在加热温度930±50℃之间，将该第三锻造步骤后的坯料进行一镦粗一拔长，锻后回炉；以及进行一第五锻造步骤：在加热温度930±50℃之间，将该第四锻造步骤后的坯料进行单向压下及四周整形交替操作，并锻制成该板坯。可选地，该铸锭的α：β=1：2~3。可选地，该铸锭的α/β转换温度为890~990℃，该铸锭的时效温度接近麻田散铁转换温度为780~880℃。本专利技术还提供另一种钛合金板材制造方法，包括下列步骤：对海绵钛、纯铁、钼棒、纯铝、纯铬及纯锡进行一熔炼工艺，以形成一铸锭，其中采用该纯铁、该钼棒、该纯铝、该纯铬及该纯锡作为非中间合金；对该铸锭进行一锻造工艺而形成一板胚：以及对该板胚进行一轧制工艺而形成一钛合金板材，其中该轧制工艺包括：一第一热处理步骤：在加热温度1000±100℃之间，将该板胚进行滚轧，使该板胚的原始厚度减至第一厚度；一第二热处理步骤：在加热温度800±100℃之间，将该第一热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第一厚度减至第二厚度；一第三热处理步骤：在加热温度1000±100℃之间，将该第二热处理步骤后的板胚进行水淬；以及一第四热处理步骤：在加热温度800±100℃之间，将该第三热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第二厚度减至第三厚度；其中该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。相较于先前技术的钛合金板材，本专利技术利用钛合金的新的成份比例，并利用新的轧制工艺可再提升本专利技术的钛合金板材具有更佳的强度性能与延伸率。附图说明图1为本专利技术的一实施例的钛合金板材制造方法的流程示意图。图2为本专利技术的锻造工艺的流程示意图。图3为本专利技术的轧制工艺的流程示意图图中标记说明：S100步骤；S200步骤；S210第一锻造步骤；S220第二锻造步骤；S230第三锻造步骤；S240第四锻造步骤；S250第五锻造步骤；S300步骤；S310第一热处理步骤；S320第二热处理步骤；S330第三热处理步骤；S340第四热处理步骤。具体实施方式为让本专利技术的上述目的、特征和特点能更明显易懂，现配合图式将本专利技术相关实施例详细说明如下。图1为本专利技术的一实施例的钛合金板材制造方法的流程示意图。该钛合金板材制造方法，包括下列步骤：在步骤S100中，对海绵钛、铝铁合金、铝钛合金、铝钼合金、钛锡合金及铝铬合金进行一熔炼工艺，以形成一铸锭。而除了钛以外的添加元素也可采用非中间合金的纯铁、钼棒、纯铝、纯铬、纯锡进行熔炼。在本实施例中，以海绵钛、铝铁合金、铝钛合金、铝钼合金、钛锡合金及铝铬合金等为原料配置合金材料，各组成分依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金板材，其特征在于，以其总重为100wt%计算，该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。/n

【技术特征摘要】
20190510 TW 1081162041.一种钛合金板材，其特征在于，以其总重为100wt%计算，该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。


2.根据权利要求1所述的钛合金板材，其特征在于，该钛合金板材的抗拉强度介在169~193KSI之间，且该钛合金板材的降伏强度介在158~181KSI之间。


3.一种钛合金板材，其特征在于，以其总重为100wt%计算，该钛合金板材由以下成份所组成：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。


4.一种钛合金板材制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
对海绵钛、铝铁合金、铝钛合金、铝钼合金、钛锡合金及铝铬合金进行一熔炼工艺，以形成一铸锭；
对该铸锭进行一锻造工艺而形成一板胚：以及
对该板胚进行一轧制工艺而形成一钛合金板材，其中该轧制工艺包括：
进行一第一热处理步骤：在加热温度1000±100℃之间，将该板胚进行滚轧，使该板胚的原始厚度减至第一厚度；
进行一第二热处理步骤：在加热温度800±100℃之间，将该第一热处理步骤后的板胚进行滚轧，使该板胚的第一厚度减至第二厚度；
进行一第三热处理步骤：在加热温度1000±100℃之间，将该第二热处理步骤后的板胚进行水淬；以及
进行一第四热处理步骤：在加热温度800±100℃之间，将该第三热处理步骤后的板胚进行换向滚轧，使该板胚的第二厚度减至第三厚度；
其中该钛合金板材包括以下成份：6~8wt%的铝、0.5~1.5wt%的锡、0.5~1.5wt%的铬、0.8~2.0wt%的铁、0.5~1.8%的钼、0.015wt%以下的氢、0.2wt%以下的氧、0.03wt%以下的氮、0.05wt%以下的碳、平衡量的钛，以及不可避免的杂质，其中该钛合金板材具有双晶型过饱和的麻田散铁组织。


5.根据权利要求4所述的钛合金板材制造方法，其特征在于，该熔炼工艺进行三次真空电弧自耗熔炼，并采用该钛锡合金、该铝钼合金、该铝铁合金、该铝铬合金及铝钛合金作为中间合金。

【专利技术属性】
技术研发人员：常传贤，廖国钧，
申请(专利权)人：大田精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71