CN102002658A - 冷轧钛卷的退火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷轧钛卷的退火工艺，该工艺包括以下步骤：将表面清洁的钛卷装入真空退火炉内；对真空退火炉抽真空使其真空度保持在1×10-4-9×10-3Pa的范围内；将钛卷升温至620-700℃，并保温3-8h；将钛卷冷却至100℃，取出钛卷。该退火工艺所用时间短，且经该退火工艺处理过的钛卷组织均匀、性能良好。

Description

冷轧钛卷的退火工艺
技术领域
本发明属于金属材料热处理领域，具体地讲，涉及一种冷轧钛卷的退火工艺。
背景技术
钛化学性质活泼，在高温下容易与空气中的O、N、H等元素发生反应，从而在表面形成表面污染层，使理化性能变差，硬度增加，塑性、弹性降低，脆性增加。因此，为了便于机械加工并得到具有一定性能的钛，以满足各种产品对材料性能的要求，需要对钛进行热处理。针对上述的特点，通常在冷轧后对钛卷进行退火处理以消除加工硬化。冷轧钛卷的退火工艺一般要求在惰性气体保护气氛中进行退火。但退火后钛卷从边部向里发黑，需要切边处理，增加了材料消耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种使钛卷组织均匀、性能良好的冷轧钛卷的退火工艺。
根据本发明的冷轧钛卷的退火工艺，包括以下步骤：将表面清洁的钛卷装入真空退火炉内；对真空退火炉抽真空使其真空度保持在1×10-4-9×10-3Pa的范围内；将钛卷升温至620-700C并保温3-8h；将钛卷冷却至100℃，取出钛卷。
根据本发明的冷轧钛卷的退火工艺，可以将钛卷升温至670-700C保温5-8h。
根据本发明的冷轧钛卷的退火工艺，可以对真空退火炉抽真空使其真空度保持在6.67×10-4-6.67×10-3Pa的范围内。
根据本发明的冷轧钛卷的真空退火工艺，钛卷的升温速度可以为15-20℃/h。
根据本发明的冷轧钛卷的退火工艺，冷轧钛卷卷心插有热电偶来表征钛卷的温度。
本发明的冷轧钛卷的退火工艺通过合理地设置退火温度以及真空退火炉的真空度，使得本发明的冷轧钛卷的真空退火工艺耗时短，得到的钛卷组织均匀且性能良好。
附图说明
图1为根据本发明实施例的冷轧钛卷的退火工艺的曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图和具体实施例来详细地描述本发明。
纯钛的再结晶温度为450-550℃，钛卷的退火温度需要高于该温度，才能保证钛卷的再结晶完全进行，因此，本发明采用620-700℃的退火温度，当温度高于700℃时，在退火完成后钛卷组织晶粒粗大，且力学性能偏低；当温度低于620℃时，在退火完成后钛卷不能完全再结晶，力学性能偏高且延伸率偏低。由于在惰性气体保护气氛下进行退火会造成钛卷从边部向里发黑，导致后续处理难度的增加及材料的浪费，所以本发明采用在真空下进行退火。在真空退火的情况下，真空度太高会造成退火速度过慢而真空度太低会使钛卷表面产生污染层。因此，本发明在1×10-4-9×10-3Pa的真空度下进行退火，这样既能缩短退火时间，又使退火后的钛卷表面氧化和吸氢都大大减少。
图1为根据本发明实施例的冷轧钛卷的退火工艺的曲线图。下面将参照图1来详细地描述根据本发明的示例性实施例。
具体地讲，根据本发明的示例性实施例的冷轧钛卷的真空退火工艺，首先将经脱脂处理的表面清洁的钛卷装入真空退火炉内，以防止钛卷表面残留的乳化液在高温下污染钛卷，钛卷卷心插有热电偶来表征钛卷的温度以防止钛卷卷心温度低于保温温度。然后，对真空退火炉进行抽真空操作，使真空退火炉的真空度在1×10-4-9×10-3Pa的范围内，优选地，在6.67×10-4-6.67×10-3Pa的范围内。
接下来，通过环绕在真空退火炉炉壁的电阻丝以15-20℃/h的升温速度将钛卷升温至620-700℃并保温3-8h，优选地升温至670-700℃并保温5-8h。保温之后，停止加热，使钛卷在真空度为1×10-4-9×10-3Pa的范围内的真空退火炉内自然冷却至100C出炉。当升温速度为15-20℃/h时，可以在缩短处理时间的同时使钛卷温度均匀，且能够降低钛卷再结晶温度，使钛卷的冷点也能充分地再结晶，从而使钛卷组织性能都均匀。这里的冷点是指钛卷的最低温度处，也就是指在真空退火炉升温过程中钛卷最不易升温的钛卷卷心处。另外，当真空退火炉内的真空度维持在1×10-4-9×10-3Pa的范围内时，钛卷自然冷却的速度可以达到4-5C/h，整个退火工艺的时间可以保持在100h-300h的范围内。
实施例1
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在大约5×10-4Pa，然后以15℃/h的升温速度将钛卷加热至大约620C并保温8h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100℃出炉，得到的钛卷组织均匀、性能良好。
实施例2
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在大约6.67×10-4Pa，然后以20C/h的升温速度将钛卷加热至大约700℃并保温3h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100℃出炉，得到的钛卷组织均匀、性能良好。
实施例3
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在大约1×10-3Pa，然后以18C/h的升温速度将钛卷加热至大约670℃并保温5h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100℃出炉，得到的钛卷组织均匀、性能良好。
实施例4
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在大约6.67×10-3Pa，然后以18℃/h的升温速度将钛卷加热至大约680℃并保温6h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100℃出炉，得到的钛卷组织均匀、性能良好。
实施例5
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在大约8×10-3Pa，然后以17℃/h的升温速度将钛卷加热至大约690℃并保温5.5h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100C出炉，得到的钛卷组织均匀、性能良好。
对比示例1
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在2×10-2Pa，然后以20℃/h的升温速度将钛卷加热至大约680℃并保温6h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100℃出炉，得到的钛卷的表面因真空度不高而被氧化发黑，钛卷被氧化的表面偏硬，不便于进一步加工使用。
对比示例2
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在1×10-7Pa，然后以15℃/h的升温速度将钛卷加热至大约680℃并保温6h，再将钛卷在真空退火炉内冷却至100℃出炉。由于真空退火炉内真空度过高，所以钛卷在冷却阶段的冷却速度大大降低，钛卷冷却时间和在炉内总时间过长。另外，由于钛卷在炉内的冷却速度过慢，所以钛卷在高温阶段的时间也将增加，导致得到的钛卷晶粒过分长大，力学性能偏低且延伸率偏低。
对比示例3
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在2×10-3Pa，然后以10℃/h的升温速度将钛卷加热至大约600C并保温2h，最后将钛卷在真空退火炉内真空冷却至100℃出炉。得到的钛卷未完全再结晶，钛卷的组织及性能都不均匀，力学性能明显偏高且延伸率偏低。
对比示例4
将3.5t经脱脂处理的钛卷装入真空退火炉内，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在2×10-3Pa，然后以25℃/h的升温速度将钛卷加热至大约720℃并保温10h，最后将钛卷在真空退火炉内自然冷却至100℃出炉。得到的钛卷组织及性能都不均匀，部分钛卷未完全再晶化，力学性能偏高且延伸率低。另外，部分钛卷的晶粒过分长大，力学性能偏低且延伸率也偏低。
通过上面各实施例及对比示例的描述可以看出，通过根据本发明实施例的退火工艺提高了效率，得到的钛卷组织均匀、性能良好，且未出现在惰性气体保护气氛下进行的退火工艺中出现的钛卷从边部向里发黑的现象。

Claims (5)

1.一种冷轧钛卷的退火工艺，所述冷轧钛卷的退火工艺包括以下步骤：
将表面清洁的钛卷装入真空退火炉内；
对真空退火炉抽真空使其真空度保持在1×10-4-9×10-3Pa的范围内；
将钛卷升温至620-700℃并保温3-8h；
将钛卷冷却至100℃，取出钛卷。
2.如权利要求1所述的冷轧钛卷的退火工艺，其特征在于，对真空退火炉抽真空使其真空度保持在6.67×10-4-6.67×10-3Pa的范围内。
3.如权利要求1所述的冷轧钛卷的退火工艺，其特征在于，将钛卷升温至670-700℃并保温5-8h。
4.如权利要求1所述的冷轧钛卷的退火工艺，其特征在于，钛卷的升温速度为15-20℃/h。
5.如权利要求1所述的冷轧钛卷的退火工艺，其特征在于，冷轧钛卷卷心插有热电偶来表征钛卷的温度。
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