一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金及其制備方法，涉及鈦合金材料技術領域，本發明專利技術提供的耐應力疲勞鈦合金，由以下質量分數的成分構成：Al5.5

【技術實現步驟摘要】
一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金及其制備方法


[0001]本專利技術屬于鈦合金材料
，特別涉及一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金及其制備方法。

技術介紹

[0002]由于低密度、高比強度、良好斷裂韌性、良好疲勞強度以及良好耐腐蝕性能等優異的綜合性能，鈦合金日漸成為一種新型的眼鏡架材料。目前國內最常用的鈦合金鏡架結構件牌號有TA1、Ti15333和Ti422。工業純鈦TA1是一種α鈦合金，具有重量輕、耐腐蝕、生物安全性好等優點，但彈性和強度稍差。Ti15333和Ti422屬于β鈦合金，具有比TA1更高的強度、抗疲勞性能、耐環境腐蝕性能以及彈性模量低等特點，但Ti15333和Ti422鈦合金機加工性能和焊接性能較差，加工難度大，成本較高。并且β鈦合金在時效強化處理后強度達到一定水平時，塑性會大幅度降低，難以滿足實用要求。以上合金主要用于眼鏡框絲及腳絲，但在長期使用過程中以易發生變形，導致鏡框回彈不足，發生松弛甚至斷裂等現象，均不滿足高強度、高塑性、耐應力疲勞的使用要求，因此，本申請提供了一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金及其制備方法及使用方法來滿足需求。

技術實現思路

[0003]本申請的目的在于提供一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金及其制備方法，實現了通過機器人內部的系統，可以實現操作手機快速定位到充電機器人的所在位置，也可以通過手機遠程召喚充電機器人移動到汽車的附近位置，通過調節組件可以對電源線裸露的長度進行控制。
[0004]為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金，所述耐應力疲勞鈦合金為(α+β)雙相鈦合金，由以下質量分數的成分構成：Al 5.5
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6.5％，V 3.5
?
4.5％，Ta 0
?
2.5％，Mg 0.1
?
0.2％，O 0.06
?
0.12％，N 0.05
?
0.1％，Fe 0.02
?
0.24％，Re 0.15
?
0.5％以及Rh 0.15
?
0.5％，余量為Ti及不可避免的雜質，且元素Re、Rh之間的質量比為M(Re)：M(Rh)＝1:1。
[0005]優選地，所述鈦合金的化學成分及質量百分比為：Al元素6.3％，V元素4.3％，Ta元素2％，Mg元素0.15％，O元素0.1％，N元素0.05％，Fe元素0.24％，Re元素0.2％，Rh 0.2％其余為Ti及不可避免雜質元素。
[0006]本專利技術提供了上述技術方案所述的耐應力疲勞的鈦合金的制備方法，包括以下步驟：
[0007]步驟一，按照所述鈦合金成分配料，進行真空自耗熔煉，采用特殊制作的模具壓制電極，壓制出的電極塊一表面具有六個一定順序排列的凹槽以供后期與高熔點金屬進行拼焊，獨立地進行三次真空自耗熔煉，且熔煉的電流獨立地為6
?
18k A，熔煉電壓為30
?
35V，每次熔煉真空度獨立地為0.6
?
4Pa，得到合金錠；
[0008]步驟二，將所述合金錠進行多火次鍛造，鍛造溫度為900℃
?
1100℃，得到鍛造坯
料；
[0009]步驟三，將上述經多火次鍛造后的合金進行分級固溶和時效處理，得到所述耐應力疲勞的(α+β)型雙相鈦合金；
[0010]所述分級固溶和時效處理各階段的操作為：(960
?
990℃)/30min+(900
?
930℃)/100min+(500
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600℃)/2
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8h。
[0011]所述的耐應力疲勞(α+β)型雙相鈦合金的制備方法，步驟一中，采用0級海綿鈦、Al
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50V中間合金、Ti
?
50Ta中間合金、高純鋁(99.99％)、高純鎂、金屬鐵單質、金屬銠(99.9％)及TiO2粉末為原料，合金錠中V元素的含量通過Al
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50V中間合金進行調控，Ta元素通過Ti
?
50Ta中間合金進行調控，Re元素通過Ti
?
50Re中間合金進行調控，O元素的含量通過TiO2粉末進行調控，提高合金錠的成分均勻性。
[0012]所述的耐應力疲勞(α+β)型雙相鈦合金的制備方法，步驟一中，所述真空自耗電弧熔煉的電極壓制采用特殊模具，所述特殊模具壓制出的電極一表面含有2*3排列的間隔約5cm的凹槽，以供后期與高熔點金屬進行拼焊，使得合金錠成分更加均勻。所述三次真空自耗電弧熔煉的電流獨立地為6
?
18kA，熔煉電壓為30
?
35V，每次熔煉真空度獨立地為0.6
?
4Pa。
[0013]所述的耐應力疲勞(α+β)型雙相鈦合金的制備方法，步驟二中，控制精鍛溫度為900℃
?
990℃，所述鍛造的具體道次為：Φ10.2mm
→
Φ9.5mm
→
Φ8.7mm
→
Φ7.6mm
→
Φ6.4mm
→
Φ5.8mm
→
Φ4.9mm，得到軋制坯料。
[0014]所述的高強高塑性、高彈性(α+β)型雙相鈦合金的制備方法，步驟三中，所述分級固溶和時效處理各階段的操作為：(960
?
990℃)/30min/WC+(900
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930℃)/100min/AC+(500
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600℃)/2
?
8h/AC。
[0015]本專利技術提供了上述技術方案所述耐應力疲勞(α+β)型雙相鈦合金或上述技術方案所述的制備方法制得的耐應力疲勞(α+β)型雙相鈦合金在眼鏡鏡架行業的應用。
[0016]本專利技術提供了上述技術方案所述耐應力疲勞的(α+β)型雙相鈦合金或上述技術方案所述的制備方法制得的耐應力疲勞的(α+β)型雙相鈦合金優選用于眼鏡的連接結構件；如鉸鏈、夾口、莊頭等以及車制的螺絲、墊片，眼鏡脾等。
[0017]本專利技術提供的耐應力疲勞(α+β)鈦合金，由以下質量分數的成分構成：Al 5.5
?
6.5％，V 3.5
?
4.5％，Ta 0
?
2.5％，Mg 0.1
?
0.2％，O 0.06
?
0.12％，N 0.05
?
0.1％，Fe 0.02
?
0.24％，Re 0.15
?
0.5％以及Rh 0.15
?
0.5％，余量為Ti及不可避免的雜質，且元素Re、Rh之間的質量比為M(Re)：M(Rh)＝1:1，本專利技術提供的耐應力疲勞鈦合金，添加元素Re和Rh共同作用抑制了Al、Ta、V等元素的擴散，明顯細化了α相，其晶粒尺寸大約在5
?
20μm之間，初生α相與轉變β相的強本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金，其特征在于，所述耐應力疲勞鈦合金為(α+β)雙相鈦合金，由以下質量分數的成分構成：Al5.5
?
6.5％，V3.5
?
4.5％，Ta0
?
2.5％，Mg0.1
?
0.2％，O0.06
?
0.12％，N0.05
?
0.1％，Fe0.02
?
0.24％，Re0.15
?
0.5％以及Rh0.15
?
0.5％，余量為Ti及不可避免的雜質。2.根據權利要求1所述的一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金，其特征在于：所述Re、Rh兩種元素的質量比為M(Re)：M(Rh)＝1:1。3.根據權利要求2所述的一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金，其特征在于：所述不可避免的雜質含量不超過0.05％。4.一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金的制備方法，其特征在于：所述鈦合金的組分如權利要求1
?
3任一項所述，包括以下步驟：步驟一，按照所述鈦合金成分配料，進行真空自耗熔煉，采用模具壓制電極塊，將電極塊獨立地進行真空自耗熔煉，得到合金錠；步驟二，將所述合金錠進行多火次鍛造，得到鍛造坯料；步驟三，將步驟二經多火次鍛造后的合金進行分級固溶和時效處理，得到所述耐應力疲勞的(α+β)型雙相鈦合金。5.根據權利要求4所述的一種鏡架結構件用耐應力疲勞鈦合金的制備方法，其特征在于：所述電極塊表面具有六個一定順序排列的凹槽以供后期與高熔點金屬進行拼焊，所述電極塊獨立熔煉三次，熔煉的電流為6

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳華明，陳江，
申請(專利權)人：深圳市優米特新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：