技术领域
[0001] 本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材的制备方法。
相关背景技术
[0002] 钛合金因其具有高比强度、良好的塑性以及耐腐蚀性能等优点，而被广泛应用于航空、航天、海洋以及化工等领域。RT‑1400钛合金具有低密度、高强度、高冲击韧性、良好的焊接性能等优点，在航空、航天、航海、石油等领域具有广阔的应用前景，特别适用于制作大型结构件。而送丝3D打印具有工艺流程简单、材料利用率高、成型效率高以及可实现各种复杂结构制造等优点，同时性能媲美或优于锻件，特别适合结构件的制备。在基于送丝工艺的3D打印技术领域，所用的丝材通常为直径1.2mm，然而RT‑1400钛合金随着加工变形量增加，强度上升、塑性下降，现有制丝工艺无法得到满足送丝3D打印工艺质量要求的RT‑1400钛合金丝材，亟需解决相应的3D打印用丝材制备问题，并对丝材质量进行评价。
具体实施方式
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例的3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材由以下质量百分含量的成分组成：Al 4.9％，V 3.0％，Cr 1.5％，Mo 5.5％，Fe 2.0％，余量为Ti以及不可避免的杂质元素，所述杂质元素O、C、N和H的质量百分比分别为：C 0.06％，N 0.05％，H 0.015％，O 0.15％；该制备方法包括以下步骤：
[0030] 步骤一、采用海绵钛、Al‑85V中间合金、Al‑Mo中间合金、铝豆和二氧化钛作为原料，按目标产物设计配比将各原料称量并混合均匀后压制成电极；
[0031] 步骤二、将步骤一中压制的电极在真空自耗电弧炉中经两次以上熔炼得到合金铸锭，然后经锻造、轧制、扒皮获得RT‑1400钛合金棒坯；
[0032] 步骤三、采用盘条轧机将步骤二中得到的RT‑1400钛合金棒坯轧制成直径为Ф8.5mm～Ф9.5mm的盘条，轧制的加热温度为800℃～850℃，然后采用无心车床对盘条进行扒皮处理，获得直径为Ф7.6mm～Ф8.0mm的RT‑1400钛合金丝坯；
[0033] 步骤四、将步骤三中获得的RT‑1400钛合金丝坯扒皮后排伤，然后采用辊模拉丝的方式进行第一段多道次充氩热拉拔，第一段多道次充氩热拉拔的温度为780℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.5mm，获得直径为Ф4.0mm～Ф4.2mm的RT‑1400钛合金第一拉拔丝材；
[0034] 步骤五、将步骤四中获得的RT‑1400钛合金第一拉拔丝材采用辊模拉丝的方式进行第二段多道次充氩热拉拔，第二段多道次充氩热拉拔的温度为800℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.3mm，获得直径为Ф2.0mm～Ф2.2mm的RT‑1400钛合金第二拉拔丝材；
[0035] 步骤六、将步骤五中获得的RT‑1400钛合金第二拉拔丝材采用辊模拉丝的方式进行第三段多道次充氩热拉拔，第三段多道次充氩热拉拔的温度为800℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.1mm，获得直径为Ф1.3mm～Ф1.4mm的RT‑1400钛合金第三拉拔丝材；
[0036] 步骤七、将步骤六中获得的RT‑1400钛合金第三拉拔丝材进行扒皮至直径为Ф1.2mm，清理表面并绕盘，得到抗拉强度为1453MPa的3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材；所述3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材为直径1.2mm的盘丝。
[0037] 实施例2
[0038] 本实施例的3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材由以下质量百分含量的成分组成：Al 4.2％，V 2.5％，Cr 1.1％，Mo 5.1％，Fe 1.0％，余量为Ti以及不可避免的杂质元素，所述杂质元素O、C、N和H的质量百分比分别为：C 0.06％，N 0.05％，H 0.012％，O 0.15％；该制备方法包括以下步骤：
[0039] 步骤一、采用海绵钛、Al‑85V中间合金、Al‑Mo中间合金、铝豆和二氧化钛作为原料，按目标产物设计配比将各原料称量并混合均匀后压制成电极；
[0040] 步骤二、将步骤一中压制的电极在真空自耗电弧炉中经两次以上熔炼得到合金铸锭，然后经锻造、轧制、扒皮获得RT‑1400钛合金棒坯；
[0041] 步骤三、采用盘条轧机将步骤二中得到的RT‑1400钛合金棒坯轧制成直径为Ф8.5mm～Ф9.5mm的盘条，轧制的加热温度为800℃～850℃，然后采用无心车床对盘条进行扒皮处理，获得直径为Ф7.6mm～Ф8.0mm的RT‑1400钛合金丝坯；
[0042] 步骤四、将步骤三中获得的RT‑1400钛合金丝坯扒皮后排伤，然后采用辊模拉丝的方式进行第一段多道次充氩热拉拔，第一段多道次充氩热拉拔的温度为800℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.5mm，获得直径为Ф4.0mm～Ф4.2mm的RT‑1400钛合金第一拉拔丝材；
[0043] 步骤五、将步骤四中获得的RT‑1400钛合金第一拉拔丝材采用辊模拉丝的方式进行第二段多道次充氩热拉拔，第二段多道次充氩热拉拔的温度为800℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.3mm，获得直径为Ф2.0mm～Ф2.2mm的RT‑1400钛合金第二拉拔丝材；
[0044] 步骤六、将步骤五中获得的RT‑1400钛合金第二拉拔丝材采用辊模拉丝的方式进行第三段多道次充氩热拉拔，第三段多道次充氩热拉拔的温度为800℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.1mm，获得直径为Ф1.3mm～Ф1.4mm的RT‑1400钛合金第三拉拔丝材；
[0045] 步骤七、将步骤六中获得的RT‑1400钛合金第三拉拔丝材进行扒皮至直径为Ф1.2mm，清理表面并绕盘，得到抗拉强度为1613MPa的3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材；所述3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材为直径1.2mm的盘丝。
[0046] 实施例3
[0047] 本实施例的3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材由以下质量百分含量的成分组成：Al 5.2％，V 3.5％，Cr 2.1％，Mo 5.5％，Fe 1.8％，余量为Ti以及不可避免的杂质元素，所述杂质元素O、C、N和H的质量百分比分别为：C 0.08％，N 0.03％，H 0.012％，O 0.15％；该制备方法包括以下步骤：
[0048] 步骤一、采用海绵钛、Al‑85V中间合金、Al‑Mo中间合金、铝豆和二氧化钛作为原料，按目标产物设计配比将各原料称量并混合均匀后压制成电极；
[0049] 步骤二、将步骤一中压制的电极在真空自耗电弧炉中经两次以上熔炼得到合金铸锭，然后经锻造、轧制、扒皮获得RT‑1400钛合金棒坯；
[0050] 步骤三、采用盘条轧机将步骤二中得到的RT‑1400钛合金棒坯轧制成直径为Ф8.5mm～Ф9.5mm的盘条，轧制的加热温度为800℃～850℃，然后采用无心车床对盘条进行扒皮处理，获得直径为Ф7.6mm～Ф8.0mm的RT‑1400钛合金丝坯；
[0051] 步骤四、将步骤三中获得的RT‑1400钛合金丝坯扒皮后排伤，然后采用辊模拉丝的方式进行第一段多道次充氩热拉拔，第一段多道次充氩热拉拔的温度为820℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.5mm，获得直径为Ф4.0mm～Ф4.2mm的RT‑1400钛合金第一拉拔丝材；
[0052] 步骤五、将步骤四中获得的RT‑1400钛合金第一拉拔丝材采用辊模拉丝的方式进行第二段多道次充氩热拉拔，第二段多道次充氩热拉拔的温度为820℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.3mm，获得直径为Ф2.0mm～Ф2.2mm的RT‑1400钛合金第二拉拔丝材；
[0053] 步骤六、将步骤五中获得的RT‑1400钛合金第二拉拔丝材采用辊模拉丝的方式进行第三段多道次充氩热拉拔，第三段多道次充氩热拉拔的温度为820℃，每道次充氩热拉拔的缩减量为0.1mm，获得直径为Ф1.3mm～Ф1.4mm的RT‑1400钛合金第三拉拔丝材；
[0054] 步骤七、将步骤六中获得的RT‑1400钛合金第三拉拔丝材进行扒皮至直径为Ф1.2mm，清理表面并绕盘，得到抗拉强度为1570MPa的3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材；所述3D打印用RT‑1400高强钛合金丝材为直径1.2mm的盘丝。
[0055] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
