[发明专利]一种Ti35HS钛合金焊丝材的制备方法

说明书

本发明公开了一种Ti35HS钛合金焊丝材的制备方法，该Ti35HS钛合金焊丝材由以下质量含量的成分组成：Ta 5.5%~6.5%，Fe≤0.10%，C≤0.03%，N≤0.02%，H≤0.006%，O 0.08%~0.10%，余量为钛和不可避免的杂质；该方法将Ti‑Ta合金和TiO₂熔炼后锻造得到棒坯，然后制成轧条后退火冷轧，再经多道次冷拉拔和分段真空热处理得到Ti35HS焊丝材。本发明通过对组分中氧的质量含量进行控制，提高了Ti35HS钛合金焊丝材的强塑性能匹配，结合采用多道次冷拉拔，控制丝材表面与芯部金属流动的同步性和均匀性，有效防止了缩尾、气孔和分层等缺陷，应用范围广，实用性强。

技术领域

本发明属于钛合金材料加工技术领域，具体涉及一种Ti35HS钛合金焊丝材的制备方法。

背景技术

Ti35钛合金具有密度小、比强度高、焊接性能优良等优点，其最大特点是优异的耐硝酸腐蚀性能，在沸腾8mol硝酸溶液中腐蚀速率不超过0.1mm/a，因而在硝酸环境中尤其是沸腾硝酸环境中应用广泛。Ti35HS是Ti35钛合金的配套焊丝（吴金平等.Ti35与Nb的异材质焊接.中国有色金属学报，2013.），由于Ti35HS焊丝材使用规格小，通常为1.0~3.0mm，该规格范围的钛合金焊丝材制备工艺流程长，加工过程不连续，对于塑性较好的TA2、Ti35HS等钛合金来说，在拉拔中容易出现缩尾、气孔、分层等缺陷；且采用传统的酸洗或碱洗的表面处理，会造成Ti35HS焊丝材表面质量较差，因此，如何高效地生产高质量的Ti35HS钛合金焊丝材是亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种Ti35HS钛合金焊丝材的制备方法。该方法通过对Ti35HS钛合金焊丝材中氧的质量含量进行控制，提高了Ti35HS钛合金焊丝材的强塑性能匹配性，结合采用多道次冷拉拔，以控制丝材表面与芯部金属流动的同步性和均匀性，有效防止了缩尾、气孔和分层等缺陷，提高了Ti35HS钛合金焊丝的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种Ti35HS钛合金焊丝材的制备方法，其特征在于，该Ti35HS钛合金焊丝材由以下质量含量的成分组成：Ta 5.5%~6.5%，Fe≤0.10%，C≤0.03%，N≤0.02%，H≤0.006%，O 0.08%~0.10%，余量为钛和不可避免的杂质；该制备方法包括以下步骤：

步骤一、采用Ti-Ta合金和TiO₂为原料，通过真空自耗电弧熔炼得到铸锭，然后经锻造得到棒坯；所述Ti-Ta合金中Ta的质量含量为36%~38%；

步骤二、将步骤一中得到的棒坯在Ti35HS钛合金相变点以下50℃~100℃的条件下采用轧机制成轧条，然后经退火后进行冷轧，得到丝坯；

步骤三、将步骤二中得到的丝坯扒皮后排伤，然后进行多道次冷拉拔，再依次经矫直、退火和抛光，得到Ti35HS钛合金焊丝材粗品；

步骤四、将步骤三中得到的Ti35HS钛合金焊丝材粗品进行分段真空热处理，经抛光得到Ti35HS钛合金焊丝材。

相对于传统的焊丝材组成中均采用低氧含量或者不加氧的设计思路，本发明首先通过控制Ti35HS钛合金焊丝材中氧的质量含量为0.08%~0.10%，使得Ti35HS钛合金焊丝材具有良好的强塑性能匹配，从而获得较好的焊缝强塑性，且其熔覆金属性能与母材性能相当，有利于后续轧制和拉拔加工过程的进行；冷轧后进行多道次冷拉拔，由于本发明组成的Ti35HS钛合金塑性相对较好，如果采用热拉拔容易造成缩尾、气孔等缺陷，通过多道次冷拉拔控制了加工过程中丝材表面与芯部金属流动的同步性和均匀性，有效防止了热拉拔缩尾、气孔和分层等缺陷，且制备的Ti35HS钛合金焊丝材低倍组织中无裂纹、气孔、分层、Ta不熔块、金属或非金属夹杂物等缺陷，且Ti35HS钛合金焊丝材表面光洁，提高Ti35HS钛合金焊丝的质量。