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申请/专利权人：中国科学院金属研究所

摘要：一种高柔性、高强度钛合金箔及其制备与应用，属于钛合金技术领域。本发明通过精准的合金成分设计，调控合金元素质量百分比，通过高真空条件下的真空感应熔炼、多次高温锻造和开坯处理、多道次交替轧制、快速加热与冷却，确保合金具有卓越的综合力学性能，制备出的钛合金箔不仅具有高强度和高柔性，还具有优异的抗疲劳性能，能够承受连续高次数的折叠操作而不损坏，适用于折叠屏手机、平板电脑和其他3C电子产品。

主权项：1.一种高柔性、高强度钛合金箔的制备方法，所述合金质量百分比满足：Ti：57.5%~69.95%，Nb：22%~26%，Zr：2%~6%，Sn：6%~10%，O：0.05%~0.5%；厚度为0.01mm~0.20mm，表面粗糙度Ra为0.09μm~0.13μm；其特征在于，按以下步骤依次进行：步骤1：原料配比与初步熔炼：以海绵钛、海绵锆、纯铌、钛锡中间合金和二氧化钛为原料进行初步熔炼，调节各组分配比形成合金，使合金的元素组成的质量百分比满足：Ti：57.5%~69.95%，Nb：22%~26%，Zr：2%~6%，Sn：6%~10%，O：0.05%~0.5%；步骤2：合金电极制备：初步熔炼后，将合金压制成合金电极；步骤3：真空感应熔炼：将合金电极置于真空感应熔炼炉中，在真空度不低于10-5Pa的条件下熔炼，熔炼次数为2~4次，得到合金铸锭；步骤4：锻造开坯：将合金铸锭加热、保温后进行锻造开坯，之后冷却至室温；步骤5：锻造处理：将开坯后的合金加热、保温后进行锻造变形，之后冷却至室温；步骤6：一次室温时效处理：进行一次室温时效处理，时间为3至7天；步骤7：三重轧制：将锻造后的合金进行三重轧制，得到板坯；步骤8：冷轧：对步骤7得到的板坯进行冷轧，变形量为30%~95%，控制最终厚度，得到厚度为0.01mm~0.2mm的箔材；步骤9：快速加热与冷却：将箔材快速加热后保温，之后控制冷却速率冷却至室温；步骤10：初步热处理：将快速加热与冷却后的箔材升温后保温，之后控制速率降温后进行保温，然后空冷至室温；步骤11：矫直处理：对初步热处理后的箔材进行矫直处理；步骤12：二次热处理：将矫直后的箔材升温后保温，之后控制速率降温后进行保温，然后空冷至室温；步骤13：二次室温时效处理：进行室温时效处理，时间为1至3天，得到高柔性、高强度的钛合金箔；其中，三重轧制处理工艺为：第一重轧制：将材料升温至300℃~900℃后进行保温，保温时间为30min~120min，之后进行第一重轧制，轧制道次为3~4道次，轧制结束后冷却至0~400℃保温，冷却速率25℃min~27℃min；其中，第一重轧制形变量为10%~40%；第二重轧制：将材料升温至300℃~700℃后进行保温，保温时间为30min~120min，之后换向90°进行第二重轧制，轧制道次为4道次，轧制结束后冷却至室温，冷却速率25℃min~27℃min；其中，以第一重轧制结束所得材料为基础，第二重轧制的变形量为10%~40%；第三重轧制：将材料升温至20℃~400℃后进行保温，保温时间为30min~120min，之后再次换向90°进行第三重轧制，轧制道次为3~5道次，轧制结束后冷却至室温，冷却速率25℃min~27℃min；其中，以第二重轧制结束所得材料为基础，第三重轧制的变形量为10%~40%；步骤4中，锻造开坯具体流程为：将合金铸锭加热至800℃~840℃，保温60min，以变形量30%~35%进行锻造开坯，开坯后控制冷却速率为20℃min至25℃min，冷却至室温；步骤5中，将开坯后的合金以100℃min至110℃min的速率升温至800℃~850℃，保温60min后，锻造3道次，至锻造变形量为50%~55%；锻造后以20℃min至25℃min的速率冷却至室温；步骤9中，以20℃min至100℃min的速率升温至800℃~880℃，保温10min至20min；随后以30℃min至50℃min的冷却速率快速冷却至室温；初步热处理过程具体为：将冷却后的箔材以100℃min的速度升温至250℃~450℃，保温1min至20min，之后以10℃min至25℃min的速率冷却至箔材温度比初步热处理温度低100℃~120℃，并保温10min，之后空冷至室温；二次热处理过程具体为：将矫直后的箔材以100℃min的速度升温至400℃~600℃，保温1min至15min，之后以30℃min的速度冷却至箔材温度比二次热处理温度低100℃~250℃，并保温1min至30min，之后空冷至室温；步骤11中，矫直温度为20℃~500℃，矫直力为100kN~500kN，应变量为0.01%~0.30%。

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