一種高精度鈦合金棒材的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料加工領域，尤其涉及一種高精度鈦合金棒材的制備方法。
技術背景
[0002]現有醫用鈦合金棒材的制備方法，在精整處理時一般采用去應力矯直法，在精整處理前車削加工時，棒材最小需留30-40絲的余量，而且采用此方法加熱時棒材溫度較高，一般純鈦棒材需加熱到550-600°C，鈦合金棒材需加熱到650-700度，在這樣的高溫條件下，棒材表面的氧化皮較厚，材質整體變軟，矯直時棒材整體壓痕較深，最小值也會達到10絲而僅靠拋光不能消除這些不利因素，因此必須通過磨削才能消除這些不利因素，磨削加工粗糙度達6.4um，必須還要進行兩次拋光才能達到成品棒材的要求，而且麿削加工費工費時，產生的磨肩與砂粒摻雜一起，回收價值較低，因此有必要改進。
【發明內容】
[0003]本發明解決的技術問題:提供一種高精度鈦合金棒材的制備方法，在精整處理后無需磨削加工，直接進入拋光機進行兩次拋光處理即可達到成品棒材要求的粗糙度1.5um和尺寸公差要求。
[0004]本發明采用如下技術方案:
[0005]一種高精度鈦合金棒材的制備方法，包含下述步驟:
[0006](I)坯料準備，選用符合GB/T13810-2007標準要求的鈦合金錠作為坯料:
[0007](2)開坯鍛造，將鈦合金坯料放入電阻爐內加熱到1000-1200°C，保溫4-8小時，用錘打設備使鈦合金坯料變形率達到50-65%，得到鈦合金坯錠；
[0008](3)將鈦合金坯錠切成成品棒材需要重量的小鈦合金坯錠；
[0009](4)變形加工，將小鈦合金坯錠再次放入電阻爐內加熱到1000-1150°C，保溫4-8小時，用錘打設備使小鈦合金坯錠變形率達到50-65%，制成鈦合金棒材；
[0010](5)退火處理，將鈦合金棒材放入加熱爐內加熱至800-850°C，保溫1.5-2小時；
[0011](6)熱矯直，將保溫后的鈦合金棒材使用6輥粗矯直機進行熱矯直并空冷；
[0012](7)將空冷后的鈦合金棒材用無心車床車削到成品棒材尺寸；
[0013](8)精整處理，將車削后的鈦合金棒材放入箱式電爐內加熱至500_550°C，取出后放入10輥精矯直機內矯直，然后直接進入拋光機進行兩次拋光處理即可達到成品棒材要求。
[0014]其中，上述步驟2和步驟3中，所述錘打設備為液壓機、氣錘或電液錘。
[0015]優選地，上述步驟2中，將鈦合金坯料放入電阻爐內加熱到1050-1150°C，保溫5-7小時，用錘打設備使鈦合金坯料變形率達到55-60%。
[0016]優選地，上述步驟4中，將小鈦合金坯錠再次放入電阻爐內加熱到1000-1050°C。
[0017]優選地，上述步驟8中，將車削后的鈦合金棒材放入箱式電爐內加熱至520°C。
[0018]本發明與現有技術相比的優點:
[0019]1、精整處理前對棒材進行車削加工時，可以將棒材直徑直接加工到成品棒材尺寸，車削棒材時產生的廢肩可重新回收利用，經濟價值很高；
[0020]2、精整處理時加熱溫度較低，對棒材的金相組織影響小，幾乎沒有改變，延長了棒材的使用壽命，增加了棒材的機械強度；
[0021]3、精整處理時因加熱溫度較低，棒材表面的氧化皮極薄，矯直時棒材整體的壓痕較小，矯直后不需磨削加工而直接進入拋光機進行兩次拋光即可達到成品棒材對粗糙度
1.5um和尺寸公差要求；
[0022]4、省去一道磨削加工工序，節省人力、物力和財力。
【具體實施方式】
[0023]下面結合棒材直徑公差等級在h9-hl0之間、直徑為9.5mm，長度為3m的高精度鈦合金棒材的制備過程，對【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0024]實施例1:
[0025]首先，選用直徑為360mm，長度為1.7m的鈦合金坯料，切除經超聲波探傷后確定存在缺陷的部分；其次，將鈦合金坯料放入電阻爐內加熱至1000°C，恒溫加熱保溫4小時，選液壓機、氣錘或電液錘中的一種，使鈦合金坯料變形率達到50 %，將鈦合金坯料鍛造成方口為190_的鈦合金坯錠，打磨去除毛刺及裂紋等表面缺陷，然后根據成品棒材需要的重量/規格將鈦合金坯錠切斷成為小鈦合金坯錠，第四步，將小鈦合金坯錠放入電阻爐內加熱至1000°C，保溫4小時，選液壓機、氣錘或電液錘中的一種使小鈦合金坯錠變形率達到50%，將小鈦合金坯錠鍛造成直徑為60mm的鈦合金棒材，第五步，經檢查，切除鈦合金棒材的裂開部分并修磨表面裂紋，再對鈦合金棒材作再結晶退火處理，退火溫度為800°C，保溫時間為1.5小時；第六步，對經退火處理后的鈦合金棒材，采用6輥粗矯直機進行熱矯直，消除鈦合金棒材較大的彎度變形并空冷；第七步，將空冷后的鈦合金棒材用30型無心車床車削到成品棒材尺寸，只需留0.05_左右的余量即可；第八步，將車削后的鈦合金棒材放入箱式電爐內加熱到500°C，取出后放入10輥精矯直機內矯直，因為精整處理時鈦合金棒材溫度只有500°C，在鈦合金棒材表面產生的氧化皮很薄，而且鈦合金棒材整體的壓痕很淺，只有0.006-0.009mm，所以不需對鈦合金棒材進行磨削加工，直接進入拋光機進行兩次拋光處理即可達到成品棒材對精糙度1.5um和尺寸公差要求。最后采用激光測徑儀對成品棒材進行外徑檢測，并對其化學成分、物理性能及晶相組織按標準要求進行檢驗，經檢驗合格后進行包裝發貨。
[0026]實施例2:
[0027]首先，選用直徑為360mm，長度為1.7m的鈦合金坯料，切除經超聲波探傷后確定存在缺陷的部分；其次，將鈦合金坯料放入電阻爐內加熱至1200°C，恒溫加熱保溫8小時，選液壓機、氣錘或電液錘中的一種，使鈦合金坯料變形率達到65 %，將鈦合金坯料鍛造成方口為190_的鈦合金坯錠，打磨去除毛刺及裂紋等表面缺陷，然后根據成品棒材需要的重量/規格將鈦合金坯錠切斷成為小鈦合金坯錠，第四步，將小鈦合金坯錠放入電阻爐內加熱至1150°C，保溫8小時，選液壓機、氣錘或電液錘中的一種使小鈦合金坯錠變形率達到65%，將小鈦合金坯錠鍛造成直徑為60mm的鈦合金棒材，第五步，經檢查，切除鈦合金棒材的裂開部分并修磨表面裂紋，再對鈦合金棒材作再結晶退火處理，退火溫度為850°C，保溫時間為2小時；第六步，對經退火處理后的鈦合金棒材，采用6輥粗矯直機進行熱矯直，消除鈦合金棒材較大的彎度變形并空冷；第七步，將空冷后的鈦合金棒材用30型無心車床車削到成品棒材尺寸，只需留0.05_左右的余量即可；第八步，將車削后的鈦合金棒材放入箱式電爐內加熱到550°C，取出后放入10輥精矯直機內矯直，因為