[发明专利]一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针及其制造方法，其特征在于，所述钛合金穿孔针材料的组分及各组分的质量百分比为：钒2.2%~3.8%、铝4.6%~5.3%、铜0.5%~1.2%、锡0.6%~1.1%、铬1.7%~2.2%，余量为钛和不可避免杂质。其硬度高、耐腐蚀、寿命长，可适应高硬度材料的生产加工。

技术领域

本发明涉及一种穿孔针，具体涉及一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针。

背景技术

钛是近几十年发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。对钛合金的研究尤以美国与俄罗斯发展较快。

随着技术的成熟，金属钛的价格也逐渐降低，钛的应用也逐渐普及到各种工业领域。

无缝材料穿孔机，对穿孔针强度与寿命要求较高。现有技术，穿孔针主要采用铁合金制作。但是再一些高强度金属加工过程中，铁合金的强度和韧性很难同时满足要求。因此，需要一种用于无缝材料穿孔机的高强度穿孔针。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针，其硬度高、耐腐蚀、寿命长，可适应更多材料加工。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针，所述钛合金穿孔针材料的组分及各组分的质量百分比为：钒2.2%~3.8%、铝4.6%~5.3%、铜0.5%~1.2%、锡0.6%~1.1%、铬1.7%~2.2%，余量为钛和不可避免杂质。本发明强度及韧性都可以满足穿孔针需求，使穿孔针的使用寿命增加。

制备如权利要求1所述的一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)钛合金材料的制备：①压制初始电极，按照各组分比例将海绵钛、纯铝、纯铜、纯锡、铝钒合金等原料压制成电极；②熔炼，将电极置于真空自耗电弧炉中熔炼，结晶后得到过程原料；③压制过程电极，将过程原料压制成电极；④出胚，将熔炼完成后的原料制成钛锭；⑤将所述上述步骤按照压制初始电极-熔炼-压制过程电极-熔炼-压制过程电极-熔炼-出胚的顺序进行；b)穿孔针的制备：⑴采用热轧法处理钛锭制取穿孔针胚；然后，将穿孔针胚湿法球磨18~20小时；⑵将步骤⑴得到的穿孔针胚煅烧20~45分钟，煅烧完成后冷却至18~24℃室温；⑶接着，将冷却后的穿孔针胚放入浓度为23%硝酸浸泡20~50分钟，浸泡完成后取出并用蒸馏水冲洗穿孔针胚，然后将穿孔针胚放入浓度为23%烧碱溶液中继续浸泡20~40分钟，取出后再次用蒸馏水冲洗穿孔针胚，并烘干；⑷将步骤⑶得到的穿孔针胚经过湿法球磨18~20小时；⑸将步骤⑷得到的穿孔针胚过目筛、烘干、抛光，最终得到一种用于无缝材料穿孔机的钛合金穿孔针。

作为上述方案的进一步改进，所述钛合金材料的制备过程步骤②中真空自耗电弧炉中的熔炼温度控制在1470℃~1670℃。

作为上述方案的进一步改进，所述穿孔针的制备步骤⑵煅烧温度控制在作为上述方案的进一步改进，所述穿孔针的制备步骤⑶、步骤⑷烘干温度控制在45℃~55℃。

作为上述方案的进一步改进，所述穿孔针的制备步骤⑶烘干过程将穿孔针胚浸入油中。该设置可以有效防止穿孔针胚在制作过程中氧化。

作为上述方案的进一步改进，所述穿孔针的制备步骤⑵中煅烧后的穿孔针胚经淬火处理。淬火处理可以提高合金硬度。

作为上述方案的进一步改进，所述淬火处理采用油淬。