《Β钛合金丝材在线无氧化热处理方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Β钛合金丝材在线无氧化热处理方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102477521 A(43)申请公布日 2012.05.30CN102477521A*CN102477521A*(21)申请号 201010571670.0(22)申请日 2010.11.30C22F 1/18(2006.01)(71)申请人西安赛特金属材料开发有限公司地址 710021 陕西省西安市凤城三路46号(72)发明人王文卓 曹继敏 胡琦 贾兵然(54) 发明名称钛合金丝材在线无氧化热处理方法(57) 摘要钛合金丝材在线无氧化热处理方法包括以下步骤的钛合金加工方法：冷加工钛合金，表面预处理，Ar气氛保护环境下进给式、合金相变点以上0100温度范围保温310。
2、min，最终得到低变形抗力、高变形能力的光亮钛合金丝材。该方法适用于任何钛合金，例如以重量计，合金含有14.016.0的钒、2.53.5的铬、2.53.5的锡、2.53.5的铝，余量为钛。该合金丝材经过冷加工后无氧化热处理，获得抗拉强度780Mpa、屈服强度730Mpa、延伸率21.5、断面收缩率72的优异机械性能。该加工方法适用于规模化的生产模式。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页1/1页21.一种钛合金丝材在线无氧化热处理方法，包括：钛丝进行3055冷加工变形；超。
3、声波清洗钛丝加工过程中表面粘上的污物；按照丝材粗细规格不同在合金相变点以上0100温度范围保温310min；保温炉充氩气保护防止钛丝表面氧化；热处理后钛丝采用循环水淬方式快速冷却。2.根据权利要求1所述的方法，钛合金冷变形包括在室温环境下通过轧制、旋锻、辊模拉拔、固定模拉拔任一技术加工的钛合金线材。3.根据权利要求1所述的方法，冷加工钛合金热处理前减径量(面缩率)在3055范围。4.根据权利要求1所述的方法，将线材在5080的清洗液中采用超声方法清洗3060min。5.根据权利要求1所述的方法，将钛合金在转变温度以上0100的温度范围内保温310min，然后快速冷却。6.根据权利要求1所述的一。
4、种钛合金丝材在线无氧化热处理方法，其特征在于，将预处理的钛合金丝材经过阻尼放线装置、前导向、气氛保护管式保温装置、循环水冷槽、后导向、速度可调收线装置进行加工。所述的气氛保护采用氩气惰性气体。权 利 要 求 书CN 102477521 A1/3页3 钛合金丝材在线无氧化热处理方法技术领域0001 本发明属于钛合金热处理技术领域，涉及一种能够获得高表面质量、优异性能的钛合金丝材在线热处理方法。背景技术0002 钛合金塑性高、冷变形性能优良，可以生产出板材、棒材及丝材，产品已广泛用于航空航天、汽车、化工、高尔夫球杆及眼镜架用品等领域。对于亚稳定钛合金，为了获得良好的塑性、优良的冷变形性能，常采用固。
5、溶处理的热处理方法，将钛的高温相急冷至室温从而保留相。0003 迄今为止，钛合金丝材的热处理方法分为真空退火和大气退火两种方式，但是真空炉设备投资大、成本高，并且由于退火后的冷却速度达不到固溶处理对冷却速度的要求，造成钛合金在真空退火后不能完全达到固溶处理的效果；而大气退火由于缺乏保护，丝材表面发生氧化，影响材料性能并且增加酸洗或抛光等表面处理工序。0004 作为解决此问题的发明，在本专利中公布了一种钛合金丝材在线无氧化热处理方法。采用该方法能够获得高表面质量、优异性能的钛合金丝材。发明内容0005 本发明的目的是提供一种固溶处理效果好、表面不发生氧化而且装置简单、成本低廉的钛合金丝材热处理方。
6、法。0006 本发明的技术方案是将预处理后的钛合金丝材，按顺序通过阻尼放线装置、前导向、气氛保护管式加热/保温装置、后导向、循环水冷槽及可调速收线装置，实现无氧化在线退火。0007 退火前的预处理包括超声波清洗钛丝表面污物，将线材在5080的清洗液中采用超声方法清洗3060min。然后在烘干箱中烘干表面水分，烘干箱控制在5080，烘干时间为3060min。0008 按照丝材粗细规格不同，气氛保护管式炉温度控制在合金相变点以上0100温度范围，保温310min，炉内充氩气保护以防止钛丝表面氧化，热处理后钛丝采用循环水淬方式快速冷却。0009 本发明所提供的钛合金丝材热处理方法具有以下优点：1、固。
7、溶处理效果好，退火组织为单相，且晶粒细小、均匀，合金丝具有良好的塑性和优良的冷变形性能。2、丝材表面不发生氧化，退火后的丝材表面光亮，不需要酸洗、抛光等表面处理工序。3、退火过程中能够对丝材起到矫直作用，退火态的丝材可以自由弹直。4、成本低廉、操作简单，易实现规模化生产。附图说明0010 图示为钛合金丝材在线无氧化热处理装置示意图。说 明 书CN 102477521 A2/3页40011 图中，1是钛合金丝材，2是阻尼放线装置，3是前导向轮，4是氩气保护，5是前端密封，6是加热炉，7是保温石棉，8是测温热电偶，9是保温炉管，10是后端密封，11是循环水淬装置，12是后导向轮，13是可调速收线装。
8、置。具体实施方式0012 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。0013 本发明包括以下步骤：0014 a.丝材的表面预处理0015 钛合金经加工变形(包括轧制、旋锻、拉拔等方式)获得丝材，热处理前加工减径量(面缩率)最好控制在3055范围。钛合金丝材退火前先进行表面预处理：在5080的清洗液中采用超声方法清洗3060min以去除钛丝表面污物，然后在烘干箱中烘干表面水分，烘干箱控制在5080，烘干时间为3060min。0016 b.丝材放线0017 预处理后的钛合金丝材经过阻尼放线装置、前导向送入管式保温炉。采取阻尼放线的目的是保证合金丝在热处理过程中具有一定的张力，这样退火的。
9、同时能够对丝材起到矫直作用。0018 c.丝材退火0019 钛合金丝材在气氛保护管式炉内进行在线退火，保温炉充氩气保护防止钛丝表面氧化。以流量计控制氩气含量，确保气氛保护管式炉内氩气的纯度。0020 按照丝材粗细规格不同，炉温控制在合金相变点以上0100温度范围。如果炉温在合金相变点以下，相不能充分固溶，则会形成塑性较差的两相组织。如果炉温过高，那么退火后晶粒过大，材料塑性也变差。0021 根据退火炉长度调整丝材的行进速度，保证丝材在炉内加热与保温时间为310min。0022 d.水淬冷却0023 丝材退火后采用循环水淬方式冷却，急冷至室温以保留相，达到固溶处理的效果。经固溶处理后钛合金的室温。
10、强度低，塑性高，冷成型和冷加工能力强。0024 e.丝材收线0025 丝材水淬冷却后经后导向、速度可调收线装置进行收线。0026 实施例10027 取直径3.0mm的TB5钛合金丝材，此合金含有(质量百分比)：15.1钒、3.2铬、3.1锡、3.0铝，余量为钛。该丝材是由直径5.0mm的TB5钛合金丝材经过辊模冷拉伸制备而得到，冷加工变形量为51。0028 退火前先进行表面预处理：在60的清洗液中采用超声方法清洗40min以去除钛丝表面污物，在烘干箱中烘干表面水分，烘干箱控制在60，烘干时间为40min。0029 预处理后的TB5钛合金丝材经过阻尼放线装置、前导向送入管式保温炉进行在线退火。T。
11、B5钛合金的相变点约为750，因此将炉温控制在780(略高于相变点)。将收线速度设置为2米/分钟，退火炉长度为8米，钛丝在气氛保护管式炉内保温时间为4分钟。0030 从管式炉送出丝材后立即采用循环水淬方式冷却，急冷至室温以保留亚稳相。说 明 书CN 102477521 A3/3页5由于采用氩气保护，退火后丝材表面光亮，避免了表面发生氧化。0031 对上述退火后的TB5钛合金丝材进行金相观察(图2)，其组织为单相，晶粒均匀细小，平均晶粒度为7-8.5级；同时进行力学性能测试，数据如下表1，表明TB5钛合金丝材退火后达到了固溶处理的效果，具备室温强度低，塑性高的优点。0032 表1退火后的TB5钛。
12、合金丝材的力学性能0033 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率() 断面收缩率()780 730 21.5 720034 实施例20035 取直径4.0mm的Ti-20V-4Al-1Sn钛合金丝材，此合金含有(质量百分比)：21.5钒、3.8铝、1.2锡，余量为钛。该丝材是由直径5.5mm的该合金丝材经过辊模冷拉伸制备而得到，冷加工变形量为49。0036 退火前先进行表面预处理：在80的清洗液中采用超声方法清洗30min以去除钛丝表面污物，在烘干箱中烘干表面水分，烘干箱控制在50，烘干时间为30min。0037 预处理后的该钛合金丝材经过阻尼放线装置、前导向送入管式保温炉进行在线退。
13、火。此钛合金的相变点约为720，因此将炉温控制在760(略高于相变点)。将收线速度设置为3米/分钟，退火炉长度为9米，钛丝在气氛保护管式炉内保温时间为4分钟。0038 从管式炉送出丝材后立即采用循环水淬方式冷却，急冷至室温以保留亚稳相。退火后丝材表面光亮，避免了表面发生氧化。0039 对上述退火后的Ti-20V-4Al-1Sn钛合金丝材进行金相观察(图3)，其组织为单相，晶粒均匀细小，平均晶粒度为7.5级；同时进行力学性能测试，数据如表2，表明此钛合金丝材退火后达到了固溶处理的效果，具备室温强度低，塑性高的优点。0040 表2退火后的Ti-20V-4Al-1Sn钛合金丝材的力学性能0041 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率() 断面收缩率()750 710 22 68说 明 书CN 102477521 A1/1页6说 明 书 附 图CN 102477521 A。