[发明专利]一种等径通道挤压制备超细晶纯钛的方法

摘要

一种等径通道挤压制备超细晶纯钛的方法，在现有技术的基础上改善了试验条件，将挤压试样设计为铜包裹着钛棒的形式，减小了挤压过程中试样与通道接触产生的摩擦力，将挤压力降低至不超过150KN，提高实验的可操作性，能够在较小的挤压力下通过等径通道挤压变形在室温下完成对工业纯钛的细化处理。室温下，晶粒在细化时很少产生回复和再结晶软化的现象，从而可使晶粒细化效果显著，只需较少道次的挤压就可得到高强度工业纯钛块材。对本发明制备的超细晶纯钛进行力学性能测试证明，其综合力学性能改良十分显著，块体超细晶纯钛可做实际应用，扩展其应用范围。

主权项

一种等径通道挤压制备超细晶纯钛的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，铜‑钛试样的制备：将工业纯钛制成多个钛棒；该钛棒的一端为锥形体；将纯铜制成多个铜棒；在该铜棒内沿轴向有锥形盲孔；将所述钛棒装入铜棒内，组装为一体即成为铜包裹着钛棒的铜‑钛试样，通过加热炉加热并保温进行退火处理，以去除残余应力；得到多个铜‑钛试样；步骤2，挤压模具的安装：在模具通道内均匀涂覆复合润滑剂；将两个半模组装成一体置于万能材料试验机上，并使模具上的挤压杆与试验机的压头同轴；步骤3，四道次挤压制备超细晶纯钛：通过四道次挤压制备超细晶纯钛，并在四道次之间增加一次对铜‑钛试样的退火处理；具体是，第一道次挤压制备超细晶纯钛：在得到的铜‑钛试样表面均匀涂抹厚度为0.1mm的复合润滑剂，将铜‑钛试样放入模具通道内，并通过挤压杆将铜‑钛试样压入通道底部，直至铜‑钛试样顶住通道弯角处，挤压杆留置于通道内；调节万能材料试验机的压头与挤压杆上表面接触，并通过万能材料试验机对铜‑钛试样进行挤压，挤压速度为0.1～1.5mm；当所述铜‑钛试样完全通过模具中的弯角后，即完成第一道次的挤压；完成一道次挤压后的铜‑钛试样尚停留在出口通道中，当放入第二根铜‑钛试样进行挤压时将第一根试样顶出，即完成该铜‑钛试样的第一次挤压制备过程；第二道次挤压制备超细晶纯钛：将经过第一次挤压的铜‑钛试样再次放入模具通道内，并重复第一次挤压的制备过程，完成对该铜‑钛试样的第二次挤压制备过程；退火处理：第二次挤压完成后，将该铜钛试样置于加热炉内，对经过两次挤压制备的铜钛试样进行退火处理，以去除由于大塑性变形产生的残余应力，保证后续挤压过程中更大的塑性应变不会造成试样的碎裂；退火处理温度为200℃，保温时间为1h；保温结束后，空冷至室温；其余各道次挤压制备超细晶纯钛：不断重复第一次挤压的过程，完成设定的挤压制备过程，直至得到超细晶纯钛试样；步骤4，表面处理：通过机械加工的方法或化学方法去除铜‑钛试样外部的铜层，获得超细晶纯钛棒材。