[发明专利]新型β型钛合金低模量高精度超细晶箔材制备方法

摘要

提供一种新型β型钛合金低模量高精度超细晶箔材制备方法，将几种配料通过真空自耗电弧炉熔炼形成含有Nb、Ta、Zr、Mo、Sn、Fe元素的钛合金，具有较好的生物相容性，对身体具有较小的毒性，提高材料的强度，有助于提高材料的腐蚀磨损性能，降低弹性模量，能显著降低钛合金的马氏体转变温度，使晶粒尺寸减小，具有更高的与造骨细胞的附着力和更高的细胞附着力性能；采用大变形量交叉轧制和中间退火工艺，再经过多道次的板坯轧制和堆叠精轧制，优化轧制工艺参数和退火温度，形成的钛合金箔材，保证板材的力学性能各向同性，获得均匀、细小的晶粒组织，使钛合金箔材结构缺陷少、晶粒结构细致、均匀度高、板材材料内部力学性能各向同性高。

主权项

1.新型β型钛合金低模量高精度超细晶箔材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：原材料准备，选择Ti‑11.5Mo‑6Zr‑4.5Sn‑3Nb中间合金，Fe、Ta纯金属，去除材料表面杂质和油污；步骤2：清理炉膛，保证真空室内无掉落杂物，清理反应器，避免污染，保持高纯环境；步骤3：将准备好的Ti‑11.5Mo‑6Zr‑4.5Sn‑3Nb钛合金、Fe、Ta纯金属配料，在真空自耗电弧炉熔炼四次，保证炉膛真空度≤0.006pa，维持熔炼温度≥1850℃，熔炼速度保持在≤35kg/h，并适度操控电弧炉温度，保证物料充分融化，待全部物料熔化后，搅拌均匀，获得钛合金熔体；步骤4：利用精炼剂对钛合金熔体进行精炼处理，精炼处理后静置80‑120min，扒渣后浇注，浇注过程中进行在线除气和在线添加晶粒细化剂，经过陶瓷板过滤浇注成钛合金锭，在钛合金锭凝固过程施加外力进行物理细晶；步骤5：将钛合金锭放入均质化炉中进行均匀化处理，温度640‑730℃，时间18‑30h；步骤6：真空完全退火处理，将熔炼完成的钛合金锭在真空状态下进行退火处理，选择退火温度为850～900℃，退火时间为30～60min，；步骤7：轧制前处理，将钛合金锭投入制备好的酒精中保温30s～2min；步骤8：开坯轧制：使用2000吨1.2米可逆式冷热两用轧机，采用交叉轧制的方法，并控制每一次轧制的压下量在12％到18％之间，形成钛合金板坯；步骤9：对钛合金板坯进行酸洗：酸洗溶液配方采用盐酸与氢氟酸的混合溶液，盐酸的浓度为25wt％到35wt％，氢氟酸的浓度为40wt％到50wt％，常温下在酸洗溶液中浸泡钛合金板坯5min到15min；步骤10：用800mm轧机将钛合金板坯轧制至0.5mm～0.8mm，道次变形量为30％，道次中间退火时间大于5分钟，经15‑30道次的多道次热轧得到0.5mm～0.8mm的钛合金板；步骤11：真空退火热处理：将0.5mm～0.8mm钛合金板置于退火炉中进行均匀化，控制真空度0.001Pa，最高温度900℃到1300℃，在最高温度下保温时间90min到120min；步骤12：对处理好的0.5mm～0.8mm的钛合金板进行拉弯矫直，矫直板型；步骤13：精轧制：用300mm带材轧机将0.5mm‑0.8mm钛合金板进行多道次堆叠叠轧，单道次轧制压下率控制在20％‑30％，从而生产出厚度为0.05mm～0.07mm钛合金箔材；步骤14：将钛合金箔材浸入清洗剂中进行浸渍处理，浸渍时间为1‑3小时，清洗完毕后进行至少1次醇洗和2次清水洗涤，然后对钛合金箔材进行真空干燥处理。