一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料的制备工艺，包括如下工序：配料；混合；熔炼前将熔炼炉内的温度预热至500～600℃，保温半小时后，将工序二混合均匀后的多种原料粉末投入高温熔炼炉中进行高温熔炼，原料粉末投入熔炼炉后将熔炼炉进行升温，温度升高至750～810℃；二次升温；降温冷却；室温冷却；轧制；切割，本装置采用多种原料精确配比，使得钛合金的整体性能具有巨大的提升，提高钛合金材料的硬度、化学应能、抗拉强度和弯曲度，激光切割装置和高压切割水枪同时使用能有效加强切割效率和速度，减少切割杂质的产生。减少切割杂质的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]在易燃、易爆液态、气态危险化学品的储运容器内，为了防止介质因静电、明火、枪击等意外事故发生燃烧、爆炸事故，需要在储运容器内填装一种网状的防爆材料。现有的防爆材料是用铝合金制备的。这种防爆材料长期浸泡在容器介质中，由于材质本身的原因使其应用范围受到一定的限制。另外，目前的防爆材料一般采用机械切割技术在金属箔上切缝，然后拉伸制成，切割时产生的切割废料和颗粒对于防爆材料的使用是不利的。
[0003]综上所述，现有防爆材料在材质的选取和加工技术方面存在一些缺陷，不能满足某些特殊领域的应用要求。
[0004]例如，航天和航空领域对于燃料介质的纯度有非常严格的要求，目前的铝合金防爆材料不能满足航天和航空领域对于燃料介质的储运要求，因此，一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料及其制备工艺应运而生。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料及其制备工艺。
[0006]一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料，用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料按重量包括下述的成分：
[0007]Al：5.8wt％
‑
9.2wt％、
[0008]Fe：3.2wt％
‑
6.2wt％、
[0009]Zr：0.3wt％
>‑
0.7wt％、
[0010]Ni：0.5wt％
‑
0.7wt％、
[0011]Cu：2.0wt％
‑
2.9wt％、
[0012]Gd：0.14wt％
‑
0.25wt％、
[0013]Nd：0.03wt％
‑
0.25wt％、
[0014]Zn：0.05wt％
‑
0.35wt％、
[0015]Sn：0.05wt％
‑
0.25wt％、
[0016]Ma：0.05wt％
‑
0.25wt％、
[0017]Mo：0.06wt％
‑
0.2wt％、
[0018]Cr：0.05wt％
‑
0.3wt％、
[0019]余量为Ti。
[0020]一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料的制备工艺，包括如下工序：
[0021]工序一；配料：按照钛合金各部分原料的重量百分比进行原料准备工作；
[0022]工序二；混合：将多种原料粉末进行混合搅拌，直至均匀混合；
[0023]工序三；熔炼：熔炼前将熔炼炉内的温度预热至500～600℃，保温半小时后，将工序二混合均匀后的多种原料粉末投入高温熔炼炉中进行高温熔炼，原料粉末投入熔炼炉后将熔炼炉进行升温，温度升高至750～810℃；
[0024]工序四；二次升温：再次将升高熔炼炉内的熔炼温度，升高后的炉内温度为1050
‑
1070℃；
[0025]工序五；降温冷却：控制高温熔炼炉内温度降低，达到冷却作用，冷却至温度为580
‑
600℃，并保温100min；
[0026]工序六；室温冷却：随后将熔炼后的材料冷却至室温，形成钛合金铸锭供后续加工使用；
[0027]工序七；轧制：对钛合金铸锭进行多次轧制形成钛合金板材半成品；
[0028]工序八；切割：将钛合金板材半成品放置在切割平台上，并在其表面覆盖一层清洗液，然后利用激光切割装置和高压切割水枪进行切割工作，确定切割位置后，设置激光切割装置和高压切割水枪为同一起点、同一运行轨迹进行切割工作，切割后的钛合金板材进行出厂检测，检测合格后装箱。
[0029]作为进一步改进，所述工序三中的预热升温速率为25℃/min，将高温熔炼炉预热至500～600℃然后将原料置于其中能够有效防止急热，保证原料均匀熔炼，提高熔炼效率、速度，延长高温熔炼炉的使用寿命，使得熔炼效果达到最佳状态。
[0030]作为进一步改进，所述工序三中的熔炼升温速率为35℃/min，在750～810℃温度下高温熔炼100min，对所有原料进行初步融化工序，为下一步熔炼做准备。
[0031]作为进一步改进，所述工序四中升温速率为42℃/min，在1050
‑
1070℃温度下高温熔炼140min，对所有原料进行完全融化工序，为下一步冷却做准备。
[0032]作为进一步改进，所述工序八中的清洗液由酒精、水、硫酸组合，硫酸含量为清洗液总含量的10％～15％，避免切割时钛合金杂质飞溅，并同时对钛合金板材的表面进行清洁，保证切割后的钛合金板材表面整洁。
[0033]有益效果：
[0034]本装置采用多种原料精确配比，使得钛合金的整体性能具有巨大的提升，提高钛合金材料的硬度、化学应能、抗拉强度和弯曲度，按照本申请中制备方法制成的钛合金材料无毒、环保，制备方便，生物相容性强，能够满足航空材料的使用要求，采用激光切割装置和高压切割水枪同时进行切割处理，并配合使用清洁液能够有效降低切割后产生的废料、杂质残留，激光切割装置和高压切割水枪同时使用能有效加强切割效率和速度，减少切割杂质的产生。
具体实施方式
[0035]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0036]实施例一：
[0037]一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料，用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料按重量包括下述的成分：
[0038]Al：5.8wt％、
[0039]Fe：3.2wt％、
[0040]Zr：0.3wt％、
[0041]Ni：0.5wt％、
[0042]Cu：2.0wt％、
[0043]Gd：0.14wt％、
[0044]Nd：0.03wt％、
[0045]Zn：0.05wt％、
[0046]Sn：0.05wt％、
[0047]Ma：0.05wt％、
[0048]Mo：0.06wt％、
[0049]Cr：0.05wt％、
[0050]余量为Ti。
[0051]一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料的制备工艺，包括如下工序：
[0052]工序一；配料：按照钛合金各部分原料的重量百分比进行原料准备工作；
[0053]工序二；混合：将多种原料粉末进行混合搅拌，直至均匀混合；
[0054]工序三；熔炼：熔炼前将熔炼炉内的温度预热至500℃，保温半小时后，将工序二混合均匀后的多种原料粉末投入高温熔炼炉中进行高温熔炼，原料粉末投入熔炼炉后将熔炼炉进行升温，温度升高至750℃；工序三中的预热升温速率为25℃/min本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料，其特征在于，所述用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料按重量包括下述的成分：Al：5.8wt％
‑
9.2wt％、Fe：3.2wt％
‑
6.2wt％、Zr：0.3wt％
‑
0.7wt％、Ni：0.5wt％
‑
0.7wt％、Cu：2.0wt％
‑
2.9wt％、Gd：0.14wt％
‑
0.25wt％、Nd：0.03wt％
‑
0.25wt％、Zn：0.05wt％
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0.35wt％、Sn：0.05wt％
‑
0.25wt％、Ma：0.05wt％
‑
0.25wt％、Mo：0.06wt％
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0.2wt％、Cr：0.05wt％
‑
0.3wt％、余量为Ti。2.根据权利要求1所述的一种用于航天航空的耐高温型轻质钛合金材料的制备工艺，包括如下工序：工序一；配料：按照钛合金各部分原料的重量百分比进行原料准备工作；工序二；混合：将多种原料粉末进行混合搅拌，直至均匀混合；工序三；熔炼：熔炼前将熔炼炉内的温度预热至500～600℃，保温半小时后，将工序二混合均匀后的多种原料粉末投入高温熔炼炉中进行高温熔炼，原料粉末投入熔炼炉后将熔炼炉进行升温，温度升高至750～810℃；工序四；二次升温：再次...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炯，房翀，
申请(专利权)人：江苏天工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：