[发明专利]用于制造压力传感器的材料及压力传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种用于制造压力传感器的材料，本发明还涉及钛合金压力传感器的制备方法。

背景技术

压力传感器用于航天、航空、石油、化工、电子、医疗、机械自动化设备、轧钢机自动化控制元件中。现有压力传感器通常采用合金钢材料制成，所以现有的压力传感器比强度比较小，而且不耐腐蚀，易生锈，有磁性容易受到辐射影响，传导快，耐热性不好，抗拉强度与屈服强度差别大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制造压力传感器的材料，具有比重小，结构轻，比强度高，耐腐蚀，无磁性，导热系数小，耐高温，抗拉强度与屈服强度接近的优点。

本发明的另一目的是提供钛合金压力传感器的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，用于制造压力传感器的材料，按照质量百分比，由以下组分组成：铝5%-6%，钼4%-5%，钒4%-5%，铬3%-4%， 铁0.5%-1%，硅1%-2%的，其余为钛，以上组分的质量百分比总和为100%。

本发明所采用的另一技术方案是，一种钛合金压力传感器的制备方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，

按照质量百分比选取5%-6%的铝，4%-5%的钼，4%-5%的钒，3%-4%的铬，0.5%-1%的铁，1%-2%的硅，其余为1-2级海绵钛，以上各组分总量为100%；

步骤2，

将步骤1得到的铝、钼、钒、铬、铁、硅、钛用千吨油压机压制成电极，用氩弧焊焊接电极，然后放入真空自耗电弧炉中通过水冷铜坩埚进行熔炼，然后进行铸锭、开坯、锻造，接着电炉加热890℃-970℃，保温时间为20分钟-120分钟，用旋锻机旋锻、退火，退火温度700℃-800℃、保温时间1-2小时，然后空冷、矫直，机加成钛合金压力传感器。

本发明的钛合金压力传感器的制备方法，用于制备各种传感器，如压力、重量、温度等传感器钛合金基体材料。同时还具备以下优点：

1.传感器材料密度小强度高，比强度大。钛合金的密度为4.51g/cm²，比重为钢的一半多点，强度比铝大三倍，比强度是不锈钢的3.5倍，所以是制备传感器基体的结构材料。

2.耐钝性能优异。钛的钝性取决于氧化膜的存在。它在氧化性的介质中的耐钝性比在通原性介质中要好得多。钛在一些腐蚀性介质中不被腐蚀，如海水、湿氯气、亚氯酸盐以及氯酸盐溶液、碳酸、铬酸、金属氯化物、硫化物以及有机酸等，在腐蚀环境都能正常使用。

3.耐热性能好。通常铝在150℃，不锈钢在310℃失去原有较高热导性能。而本发明的钛合金传感器材料在500℃左右仍保持良好的性能。

4.低温性能好。当传感器钛合金基体材料强度随温度的降低而提高，但塑性降低不多。在低温下仍有较好的延性和韧性，适宜在低温下使用。在-253℃~600℃范围内比强度返高，正常使用。

5.无磁性不受辐射影响。用于潜艇壳体强磁场不受辐射影响仍能正常使用。

6.传感器钛合金基体材料导热率小，仅为钢的1/15，铝的1/13，铜的1/25，在任何场合下都可以利用。

7. 抗拉强度与屈服强度接近。钛合金传感器基体材料抗拉强度大于760MPa，屈服强度892MPa，硬度为320HB。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的用于制造压力传感器的材料，按照质量百分比，由以下组分组成：

铝5%-6%，钼4%-5%，钒4%-5%，铬3%-4%， 铁0.5%-1%，硅1%-2%的，其余为钛，以上组分的质量百分比总和为100%。

本发明的钛合金压力传感器的制备方法，具体按照以下步骤进行，

步骤1

选取钛合金压力传感器材料，其成分为Ti-6Al-5Mo-5V-4Gr-Fe-2Si，具体按照质量百分比选取5%-6%的铝，4%-5%的钼，4%-5%的钒，3%-4%的铬， 0.5%-1%的铁，1%-2%的硅，其余为1-2级海绵钛，以上组分的质量百分比总和为100%；

步骤2

将步骤1得到的各合金元素，用千吨油压机压制成电极，用氩弧焊焊接电极，然后放入真空自耗电弧炉中通过水冷铜坩埚进行熔炼，然后进行铸锭、开坯、锻造，接着电炉加热890℃-970℃，保温时间为20分钟-120分钟，用自由锻造棒坯放旋锻机旋锻、退火温度700℃-800℃、保温时间1-2小时，空冷、矫直，机加成钛合金压力传感器。