CN102873093B

CN102873093B - 一种大尺寸钽板材的制备方法

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Publication number: CN102873093B
Application number: CN201210428262.9A
Authority: CN
Inventors: 郭海生; 赵鸿磊; 董璞; 武宇; 宜楠; 刘鸣; 李红宇; 郑学军; 唐进
Original assignee: Xi'an Nuoboer Rare & Noble Metal Materials Co Ltd
Current assignee: Xi'an noble rare metal materials Co.,Ltd.
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN102873093A

Abstract

本发明提供了一种大尺寸钽板材的制备方法，包括以下步骤：一、将钽板坯进行多道次开坯轧制；二、进行表面修磨处理；三、进行去应力退火处理；四、进行多道次成品轧制；五、进行成品退火处理，最终得到厚度为0.5mm～2mm，宽度为1000mm～1300mm，长度为1400mm～2100mm的大尺寸钽板材。本发明工艺流程简单，工艺参数可控性强，易实现工业化大规模生产；本发明采用先开坯轧制、后成品轧制的加工工艺，通过对轧制工艺以及退火制度的控制和优化，最终得到表面质量好、平面度高且机械性能优良的大尺寸钽板材，解决了现有工艺不能连续而稳定地生产大尺寸钽板材的技术瓶颈，有力促进了钽材料的发展。

Description

一种大尺寸钽板材的制备方法

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种大尺寸钽板材的制备方法。

背景技术

金属钽因具有高熔点、耐腐蚀、加工性能好等特点，日益广泛地应用于化工、电子、航空航天、武器装配等领域，主要用来制造电容器、热交换器、冷却器、管道、燃气涡轮机密封件以及破甲弹弹药型罩等。对于材料耐腐蚀性要求较高的化工行业而言，尽管金属钽设备的一次投资费用很高，但由于其极好的耐用性和可靠性，仍在与特种钢、铅、玻璃、陶瓷、搪瓷和塑料涂层的激烈竞争中不断发展；另一方面，金属钽设备的维护和修理费用低，并且设备寿命相当长，因此金属钽仍然是化学工业领域市场最大、应用最广的材料之一。

目前国际市场对宽度大于1000mm，长度大于1400mm的大尺寸钽板材的需求量巨大，多用于制备大型化工容器松衬或化工管材。宽幅板材相对于窄幅板材的优势在于：采用宽幅板材制备的容器或者管材的焊缝数量少，从而减少了其在长期腐蚀环境下出现破裂失效的情况，提高了其使用寿命。然而由于国内设备和技术的限制，目前只能生产宽度小于1000mm，长度小于1400mm的钽板材，在后期的使用带来了诸多不便，大大阻碍了钽材料的发展和应用。

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，提供一种工艺流程简单、工艺参数可控性强、易实现工业化大规模生产的大尺寸钽板材的制备方法。该方法采用先开坯轧制、后成品轧制的加工工艺，通过对轧制工艺以及退火制度的控制和优化，最终得到表面质量好、平面度高且机械性能优良的大尺寸钽板材，解决了现有工艺不能连续而稳定地生产大尺寸钽板材的技术瓶颈，有力促进了钽材料的发展。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为40mm～50mm，宽度为125mm～250mm，长度为200mm～360mm的钽板坯加热至450℃～500℃，然后将加热后的钽板坯送入轧机中轧制，得到厚度为2.25mm～6mm，宽度为300mm～504mm，长度为1000mm～1300mm的轧制板坯；

步骤二、采用页轮对步骤一中所述轧制板坯进行表面修磨处理；

步骤三、将步骤二中经表面修磨处理后的轧制板坯置于真空退火炉中进行去应力退火处理；

步骤四、将步骤三中经去应力退火处理后的轧制板坯沿宽度方向送入轧机中轧制，得到厚度为0.5mm～2mm，宽度为1 000mm～1300mm，长度为1400mm～2100mm的半成品钽板材；

步骤五、将步骤四中所述半成品钽板材置于真空退火炉中进行成品退火处理，得到厚度为0.5mm～2mm，宽度为1000mm～1300mm，长度为1400mm～2100mm的大尺寸钽板材。

上述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述钽板坯的材质为纯钽。

上述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述轧制的具体工艺为：先将加热后的钽板坯沿长度方向送入轧机中轧制至长度为300mm～504mm，然后将轧制后的钽板坯旋转90°后继续轧制，得到轧制板坯。

上述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述轧制的道次加工率为12%～30%，轧制的总加工率为85%～95%。

上述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述去应力退火处理的温度为1000℃～1100℃，去应力退火处理的时间为1h～2h，去应力退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

上述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述轧制的道次加工率为5%～10%，轧制的总加工率为64%～85%。

上述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述成品退火处理的温度为950℃～1050℃，成品退火处理的时间为1h～1.5h，成品退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明工艺流程简单，工艺参数可控性强，易实现工业化大规模生产。

2、采用本发明的方法可获得厚度为0.5mm～2mm，宽度为1000mm～1300mm，长度为1400mm～2100mm的大尺寸钽板材，解决了现有工艺不能连续而稳定地生产大尺寸钽板材的技术瓶颈，有力促进了钽材料的发展。

3、本发明采用先开坯轧制、后成品轧制的加工工艺，通过对轧制工艺以及退火制度的控制和优化，最终得到表面质量好、平面度高且机械性能优良的大尺寸钽板材。

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

本实施例的大尺寸钽板材的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为50mm，宽度为220mm，长度为248mm的纯钽板坯加热至500℃，然后将加热后的钽板坯送入轧机中轧制，轧制的具体工艺为：先将加热后的钽板坯沿长度方向送入轧机中进行2道次轧制至长度为420mm，道次加工率分别为26%，20.2%，然后将轧制后的钽板坯旋转90°后再进行10道次轧制，道次加工率分别为20%，20%，19%，18%，17%，16%，15%，13.2%，12%，12%，得到厚度为5mm，宽度为420mm，长度为1300mm的轧制板坯；所述轧制的总加工率为90%；

步骤三、将步骤二中经表面修磨处理后的轧制板坯置于真空退火炉中进行去应力退火处理；去应力退火处理的温度为1050℃，去应力退火处理的时间为1.5h，去应力退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa；

步骤四、将步骤三中经去应力退火处理后的轧制板坯沿宽度方向送入轧机中轧制22道次，得到厚度为1mm，宽度为1300mm，长度为2100mm的半成品钽板材；所述轧制的道次加工率分别为10%，10%，9%，9%，9%，8%，8%，8%，7%，7%，7%，7%，6%，6%，6%，6%，6%，5%，5%，5%，5%，5%，轧制的总加工率为80%；

步骤五、将步骤四中所述半成品钽板材置于真空退火炉中进行成品退火处理，得到厚度为1mm，宽度为1300mm，长度为2100mm的大尺寸钽板材。所述成品退火处理的温度为980℃，成品退火处理的时间为1h，成品退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

本实施例的大尺寸钽板材的室温（25℃±2℃）机械性能测试数据见表1。

实施例2

本实施例的大尺寸钽板材的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为40mm，宽度为250mm，长度为360mm的纯钽板坯加热至480℃，然后将加热后的钽板坯送入轧机中轧制，轧制的具体工艺为：先将加热后的钽板坯沿长度方向送入轧机中进行2道次轧制至长度为500mm，道次加工率分别为18%，12.2%，然后将轧制后的钽板坯旋转90°后再进行7道次轧制，道次加工率分别为30%，28%，19%，18%，17%，15%，12%，得到厚度为6mm，宽度为500mm，长度为1200mm的轧制板坯；所述轧制的总加工率为85%；

步骤三、将步骤二中经表面修磨处理后的轧制板坯置于真空退火炉中进行去应力退火处理；去应力退火处理的温度为1000 ℃，去应力退火处理的时间为2h，去应力退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa；

步骤四、将步骤三中经去应力退火处理后的轧制板坯沿宽度方向送入轧机中轧制1 5道次，得到厚度为2mm，宽度为1200mm，长度为1500mm的半成品钽板材；所述轧制的道次加工率为10%，10%，9%，9%，8%，8%，7%，7%，6%，6%，6%，5%，5%，5%，5%，轧制总加工率为66.7%；

步骤五、将步骤四中所述半成品钽板材置于真空退火炉中进行成品退火处理，得到厚度为2mm，宽度为1200mm，长度为1500mm的大尺寸钽板材。所述成品退火处理的温度为950 ℃，成品退火处理的时间为1.5h，成品退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

本实施例的大尺寸钽板材的室温（25℃±2 ℃）机械性能测试数据见表1。

实施例3

本实施例的大尺寸钽板材的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为45mm，宽度为163.8mm，长度为200mm的纯钽板坯加热至450 ℃，然后将加热后的钽板坯送入轧机中轧制，轧制的具体工艺为：先将加热后的钽板坯沿长度方向送入轧机中进行5道次轧制至长度为504mm，道次加工率分别为28%，16.6%，13.5%，12.7%，12.5%，然后将轧制后的钽板坯旋转90°后再进行9道次轧制，道次加工率分别为30%，27%，27%，21%，20%，18%，15.8%，12%，12%，得到厚度为2.25mm，宽度为504mm，长度为1300mm的轧制板坯；所述轧制的总加工率为95%；

步骤三、将步骤二中经表面修磨处理后的轧制板坯置于真空退火炉中进行去应力退火处理；去应力退火处理的温度为1100 ℃，去应力退火处理的时间为1h，去应力退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa；

步骤四、将步骤三中经去应力退火处理后的轧制板坯沿宽度方向送入轧机中轧制13道次，得到厚度为0.81mm，宽度为1300mm，长度为1400mm的半成品钽板材；所述轧制的道次加工率分别为10%，10%，9%，9%，9%，8%，8%，7%，7%，6%，5%，5%，5%，总加工率为64%；

步骤五、将步骤四中所述半成品钽板材置于真空退火炉中进行成品退火处理，得到厚度为0.81mm，宽度为1300mm，长度为1400mm的大尺寸钽板材。所述成品退火处理的温度为1050 ℃，成品退火处理的时间为1h，成品退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

实施例4

本实施例的大尺寸钽板材的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为40mm，宽度为125mm，长度为200mm的纯钽板坯加热至450 ℃，然后将加热后的钽板坯送入轧机中轧制，轧制的具体工艺为：先将加热后的钽板坯沿长度方向送入轧机中进行3道次轧制至长度为300.3mm，道次加工率分别为13%，12.8%，12.2%，然后将轧制后的钽板坯旋转90°后再进行10道次轧制，道次加工率分别为30%，27%，23%，18.6%，17%，16%，15%，14%，13%，12%，得到厚度为3.33mm，宽度为300.3mm，长度为1000mm的轧制板坯；所述轧制的总加工率为91.7%；

步骤四、将步骤三中经去应力退火处理后的轧制板坯沿宽度方向送入轧机中轧制24道次，得到厚度为0.5mm，宽度为1000mm，长度为2000mm的半成品钽板材；所述轧制的道次加工率分别为10%，10%，10%，10%，9%，9%，9%，9%，8%，8%，8%，8%，7%，7%，7%，7%，6.5%，6%，6%，6%，6%，5.5%，5%，5%，轧制的总加工率为85%；

步骤五、将步骤四中所述半成品钽板材置于真空退火炉中进行成品退火处理，得到厚度为0.5mm，宽度为1000mm，长度为2000mm的大尺寸钽板材。所述成品退火处理的温度为1050℃，成品退火处理的时间为1.5h，成品退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

表1本发明的大尺寸钽板材的室温（25℃±2℃）机械性能测试数据

由表1可知，采用本发明制备的大尺寸钽板材在室温（25℃±2℃）条件下的R_m值为265MPa～285MPa（横向）和265MPa～280MPa（纵向），R_p0.2值为180MPa～198MPa（横向）和154MPa～165MPa（纵向），A₂₅值为45%～49%（横向）和41%～53%（纵向），由此说明本发明的大尺寸钽板材具有优良的机械性能。

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。

Claims

1.一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为40mm～50mm，宽度为125mm～250mm，长度为200mm～360mm的钽板坯加热至450℃～500℃，然后将加热后的钽板坯送入轧机中轧制，得到厚度为2.25mm～6mm，宽度为300mm～504mm，长度为1000mm～1300mm的轧制板坯；所述轧制的具体工艺为：先将加热后的钽板坯沿长度方向送入轧机中轧制至长度为300mm～504mm，然后将轧制后的钽板坯旋转90度后送入轧机中继续轧制，得到轧制板坯；所述轧制的道次加工率为12％～30％，所述轧制的总加工率为85％～95％；

步骤四、将步骤三中经去应力退火处理后的轧制板坯沿宽度方向送入轧机中轧制，得到厚度为0.5mm～2mm，宽度为1000mm～1300mm，长度为1400mm～2100mm的半成品钽板材；

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述钽板坯的材质为纯钽。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述去应力退火处理的温度为1000℃～1100℃，去应力退火处理的时间为1h～2h，去应力退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。

4.根据权利要求1所述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述轧制的道次加工率为5％～10％，所述轧制的总加工率为64％～85％。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸钽板材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述成品退火处理的温度为950℃～1050℃，成品退火处理的时间为1h～1.5h，成品退火处理的真空度不大于5×10^-2Pa。