一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法技术

本发明专利技术属于有色金属材料加工技术领域，涉及一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，包括如下步骤：1)制备坯料：制备横、纵向组织均匀的Ti6Al4V合金棒坯；2)固溶处理：将步骤1)的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行固溶、水淬处理；3)时效处理：将固溶处理后的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行时效处理；4)矫直精整处理：将步骤3)处理后的Ti6Al4V合金棒坯进行加热、矫直精整至成品棒/丝材，且成品棒/丝材的性能稳定满足宇航材料规范AMS 4965的标准要求，同时其剪切强度≥665MPa。度≥665MPa。度≥665MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法


[0001]本专利技术属于有色金属材料加工
，涉及一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法。

技术介绍

[0002]钛合金具有密度小、耐高温、比强度高、抗腐蚀性强等优点，在航空航天、汽车、舰艇、兵器及生物医学等领域都有广泛的应用。Ti6Al4V合金是一种典型的α+β两相钛合金，在航空、航天器中等重量敏感领域用于主结构件的制备，但其经常规退火后整体强度为800～900MPa左右，尚无法满足螺栓、螺母、铆钉等高强、高剪切用途的零件加工，亟需设计一种新的固溶、时效热处理工艺以进一步提高材料的抗拉及剪切强度，从而满足特殊工况下的使用要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，以获得拉伸及剪切强度高、性能稳定的Ti6Al4V合金棒/丝材。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]这种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，具体包括如下步骤：
[0006]1)制备坯料：制备横、纵向组织均匀的Ti6Al4V合金棒坯；
[0007]2)固溶处理：将步骤1)中的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行固溶、水淬处理；
[0008]3)时效处理：将固溶处理后的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行时效处理；
[0009]4)矫直精整处理：将步骤3)处理后的Ti6Al4V合金棒坯进行加热、矫直精整至成品棒/丝材。
[0010]进一步，所述步骤1)中的Ti6Al4V合金棒坯采用锻造、轧制或拉拔加工，规格为Φ2.54mm～Φ101.6mm。
[0011]进一步，所述步骤2)中的加热保温温度为Ti6Al4V合金相变点以下20℃～60℃，保温时间为30min～240min。
[0012]进一步，所述步骤2)中水淬处理采用的冷却水水温不大于50℃，棒坯转移入水时间不大于8s。
[0013]进一步，所述冷却水选用流动水。
[0014]进一步，所述步骤3)中加热保温温度为480℃～640℃，保温时间为60min～480min，出炉后空冷。
[0015]进一步，所述步骤4)中加热矫直温度不超过时效温度。
[0016]进一步，所述步骤1)中的Ti6Al4V合金棒坯采用锻造、轧制或拉拔的方式加工制成。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：该制备方法，采用锻造、轧制或拉拔加工制备的棒/丝材作为坯料，通过在热处理炉中加热保温固溶、流动水水淬、加热保温时效等热处理，随后进行矫直磨削精整处理，最终得到各项性能(强度、塑性)结果满足宇航材料规范AMS 4965《固溶时效态6.0Al
‑
4.0V钛合金棒材、线材、锻件和环材》的标准要求，且剪切强度τ≥665MPa的Φ2.54mm～Φ101.6mm的Ti6Al4V合金固溶时效态棒/丝材。
附图说明
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0019]图1是本专利技术实施例1制备的规格为Φ2.54mm的Ti6Al4V合金的高倍组织形貌图；
[0020]图2是本专利技术实施例2制备的规格为Φ12.7mm的Ti6Al4V合金的室温力学性能；
[0021]图3是本专利技术实施例3制备的规格为Φ50.8mm的Ti6Al4V合金的室温力学性能；
[0022]图4是本专利技术实施例4制备的规格为Φ101.6mm的Ti6Al4V合金室温力学性能；
[0023]图5是本专利技术提供的一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0024]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的方法的例子。
[0025]本专利技术提供了一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，参见图5所示，具体按照以下步骤实施：
[0026]步骤1、制备坯料：
[0027]采用锻造、轧制或拉拔加工，制备横纵向组织均匀的规格为Φ2.54mm～Φ101.6mm的Ti6Al4V合金棒坯；
[0028]步骤2、固溶处理：
[0029]将步骤1制备的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中进行加热保温，保温温度为Ti6Al4V合金相变点以下20℃～60℃，保温时间为30min～240min；保温结束后出炉水淬，棒坯转移入水时间不大于8s，冷却水为流动水，水温≤50℃；
[0030]步骤3、时效处理：
[0031]将步骤2固溶处理后的合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行时效处理，保温温度为480℃～640℃，保温时间为60min～480min，出炉后空冷；
[0032]步骤4、成品矫直精整：
[0033]将步骤3处理后的Ti6Al4V合金棒坯进行加热矫直，加热矫直温度不高于时效温度，然后精整至成品棒/丝材。
[0034]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0035]实施例1
[0036]本实施例提供了一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，具体包括如下
步骤：
[0037]步骤1、制备坯料：
[0038]采用拉拔工艺制备横纵向组织均匀的Ti6Al4V合金，具体为Φ2.54mm棒坯，该物料相变点为990℃；
[0039]步骤2、固溶处理：
[0040]将步骤1制备的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中进行加热保温，保温温度为970℃，保温时间为30min；保温结束后出炉水淬，棒坯转移入水时间不大于8s，冷却水为流动水，水温≤50℃；
[0041]步骤3、时效处理：
[0042]将固溶处理后的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行时效处理，保温温度640℃，保温时间为60min，出炉后空冷；
[0043]步骤4、成品矫直精整：
[0044]将步骤3)处理后的Ti6Al4V合金棒坯进行加热矫直，加热矫直温度为640℃，矫直后精整至成品棒/丝材。
[0045]实施例2
[0046]本实施例提供了一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，具体包括如下步骤：
[0047]步骤1、制备坯料：
[0048]采用轧制工艺制备横纵向组织均匀的Ti6Al4V合金，具体为Φ12.7mm棒坯，该物料相变点为990℃；
[0049]步骤2、固溶处理：
[0050]将步骤1制备的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中进行加热保温，保温温度为940℃，保温时间为60min；保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)制备坯料：制备横、纵向组织均匀的Ti6Al4V合金棒坯；2)固溶处理：将步骤1)中的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行固溶、水淬处理；3)时效处理：将固溶处理后的Ti6Al4V合金棒坯置于热处理炉中加热保温，进行时效处理；4)矫直精整处理：将步骤3)处理后的Ti6Al4V合金棒坯进行加热、矫直精整至成品棒/丝材。2.根据权利要求1所述的固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的Ti6Al4V合金棒坯采用锻造、轧制或拉拔加工，规格为Φ2.54mm～Φ101.6mm。3.根据权利要求1所述的固溶时效态Ti6Al4V合金棒/丝材的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的加热保温温度为Ti6Al4V合金相变点以下20℃～60℃，保温时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘向宏，付航涛，楼美琪，孙小平，施琦，马晗，王凯旋，李少强，杜予晅，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：