一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法，其特征在于，采取多元素复合强化钛合金方法，该合金为近α型相组织的钛合金，成品钛合金铸锭主成分范围，即重量百分比：Al 3.0

【技术实现步骤摘要】
一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法


[0001]本专利技术主要涉及钛合金制造的
，具体为一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法。

技术介绍

[0002]钛合金以其比重轻，比强度高，耐腐蚀等优异的性能在运动器材领域得到广泛应用。运动用自行车，登山器具，滑雪，滑冰器具，网球，羽毛球拍等运动方面钛合金材料使用量越来越大，特别是高尔夫球具，一号木杆杆头90％以上是钛合金制造的。中国是高尔夫球具制造大国，全世界90％以上品牌的高尔夫球具都是在中国生产加工制造的。
[0003]高尔夫球具生产使用的钛合金牌号最多的是综合性能比较好的Ti
‑
6Al
‑
4V(中国标准TC4),Gr4(美国标准)等，但是这些牌号的钛合金都是为其它领域应用而研发的，国内外目前尚没有专门为高尔夫球具制造而研发的钛合金。
[0004]高尔夫球具用钛合金有其特殊性，这是因为作为木杆杆头的钛合金材料，不但需要有比较高的强度和塑性，还要有比较高的冲击韧性和抗冲击的疲劳性能，也要求有比较低的裂纹敏感性和良好的焊性性能。Ti
‑
6Al
‑
4V等钛合金虽然综合性能较好，但韧性和裂纹敏感性一般，因此会有高尔夫球杆杆头在打球时裂纹和变形情况发生。需设计一种钛合金的强度，塑性，韧性更高才能保证杆头的使用性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要提供了一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法，用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。
[0006]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0007]一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法，采取多元素复合强化钛合金方法，该合金为近α型相组织的钛合金，成品钛合金铸锭主成分范围，即重量百分比：Al 3.0
‑
5.0％、Fe 1.0
‑
3.0％、Cr 0.2
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1.0％、Zr 0.5
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1.5％、B+RE 0.01
‑
0.09％，成品钛合金铸锭中杂质的控制范围及杂质含量：O＜0.08％、N＜0.010％、H＜0.008％、C＜0.03％，该方法采取自己设计和生产二种中间合金：铝
‑
铁
‑
铬三元中间合金和钛
‑
铝
‑
稀土三元中间合金，其制造方法如下：
[0008]S1：制造Al
‑
Fe
‑
Cr三元中间合金：以纯铝、纯铁、金属铬为原料，用真空电子束熔炼炉熔炼制造；
[0009]S2：制造Ti
‑
Al
‑
RE三元中间合金：以海绵钛，纯铝和纯稀土金属为原料，用真空电子束熔炼炉熔炼制造；
[0010]S3：以海绵钛、海绵锆、Al
‑
Fe
‑
Cr三元中间合金、Ti
‑
Al
‑
RE三元中间合金为原料，采用真空自耗电弧炉经过二次真空熔炼成钛合金铸锭；
[0011]S4：钛合金铸锭经过锻造开坯、热轧、冷轧、热处理工艺过程制造成钛合金板材；
[0012]S5：钛合金板材经过冷加工冲压、热模锻、超塑性热成形、焊接、热处理、表面处理
工艺过程制造成钛合金高尔夫杆头。
[0013]本专利技术中优选的，所述纯铝中铝含量为Al＞99.90％，所述纯铁中的铁含量Fe＞99.90％，所述金属铬中的铬含量Cr＞99.85％，所述Al
‑
Fe
‑
Cr三元中间合金成分范围，即重量百分比：Fe30
‑
40％、Cr 25
‑
35％、Al余量，所述Al
‑
Fe
‑
Cr三元中间合金杂质成分控制范围：O＜0.06％、N＜0.009％、H＜0.007％。
[0014]本专利技术中优选的，所述Ti
‑
Al
‑
RE中间合金成分范围，即重量百分比：Al 40
‑
50％、RE0.2
‑
1.0％、Ti余量；Ti
‑
Al
‑
RE中间合金杂质控制范围：O＜0.06％、N＜0.009％、H＜0.007％。
[0015]本专利技术中优选的，所述海绵钛采用0级小颗粒优质海绵钛，其控制指标为：O＜0.06％、N＜0.008％、H＜0.007％、C＜0.030。
[0016]本专利技术中优选的，所述钛合金板材加工工艺参数：锻造开坯温度：900
‑
1150℃；热轧温度：810
‑
1050℃；热处理退火温度：800
‑
950℃；固溶温度：880
‑
980℃；时效温度：480
‑
680℃；α+β
→
β相变温度850
‑
930℃，其机械性能范围如下：
[0017]σb：700
‑
850MPa；
[0018]σ0.2：680
‑
780MPa；
[0019]δ：10
‑
25％；
[0020]ψ：30
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45％；
[0021]αk：600
‑
750kj/m2。
[0022]本专利技术中优选的，所述钛合金高尔夫杆头制造工艺过程中，热成型温度750
‑
800℃。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024](1)本专利技术的钛合金中合金化元素选用铝，铁，锆，铬为主，同时加入微量细化晶粒提高机械性能的稀土金属，有良好的热塑性；
[0025](2)本专利技术兼顾钛合金材料的成本和实用性，生产制造工艺控制难度和稳定性。
[0026](3)本专利技术的钛合金的强度，塑性，韧性更高，保证杆头的使用性能。
[0027]以下将结合附图与具体的实施例对本专利技术进行详细的解释说明。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的钛合金熔炼生产工艺流程图；
[0029]图2为本专利技术的钛合金板材加工工艺流程图；
[0030]图3为本专利技术的钛合金高尔夫杆头生产工艺流程图。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更加全面的描述，附图中给出了本专利技术的若干实施例，但是本专利技术可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本专利技术公开的内容更加透彻全面。
[0032]本专利技术采取多元素复合强化钛合金方法，该合金为近α型相组织的钛合金。
[0033](一)成品钛合金铸锭成分控制范围
[0034]1、成品钛合金铸锭主成分范围(重量百分比)：
[0035]Al：3.0
‑
5.0％；
[0036]Fe：1.0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法，其特征在于，采取多元素复合强化钛合金方法，该合金为近α型相组织的钛合金，成品钛合金铸锭主成分范围，即重量百分比：Al 3.0
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5.0％、Fe 1.0
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3.0％、Cr 0.2
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1.0％、Zr 0.5
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1.5％、B+RE 0.01
‑
0.09％，成品钛合金铸锭中杂质的控制范围及杂质含量：O＜0.08％、N＜0.010％、H＜0.008％、C＜0.03％，该方法采取自己设计和生产二种中间合金：铝
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铁
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铬三元中间合金和钛
‑
铝
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稀土三元中间合金，其制造方法如下：S1：制造Al
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Fe
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Cr三元中间合金：以纯铝、纯铁、金属铬为原料，用真空电子束熔炼炉熔炼制造；S2：制造Ti
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Al
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RE三元中间合金：以海绵钛，纯铝和纯稀土金属为原料，用真空电子束熔炼炉熔炼制造；S3：以海绵钛、海绵锆、Al
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Fe
‑
Cr三元中间合金、Ti
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Al
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RE三元中间合金为原料，采用真空自耗电弧炉经过二次真空熔炼成钛合金铸锭；S4：钛合金铸锭经过锻造开坯、热轧、冷轧、热处理工艺过程制造成钛合金板材；S5：钛合金板材经过冷加工冲压、热模锻、超塑性热成形、焊接、热处理、表面处理工艺过程制造成钛合金高尔夫杆头。2.根据权利要求1所述的一种高尔夫球具用热成形钛合金的制造方法，其特征在于，所述纯铝中铝含量为Al＞99.90％，所述纯铁中的铁含量Fe＞99.90％，所述金属铬中的铬含量Cr＞99.85％，所述Al
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Fe
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Cr三元中间合金成分范围，即重量百分比：Fe30
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏长安，
申请(专利权)人：宝鸡安钛泽科技金属有限公司，
类型：发明
国别省市：