CN105414178A - 一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法 - Google Patents

一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法，包括步骤：1)冷轧：采用厚度0.4～0.7mm的纯钛卷为原料，经6～8个道次轧制；2)脱脂：冷轧得到的薄规格纯钛卷经过脱脂机组的开卷机打开，以速度30～70m/min的速度，在温度为50～80℃的碱性脱脂液中洗涤去除钛表面残留的轧制油脂，然后经过脱脂机组的收卷机收成卷状；3)去应力退火：退火炉升温到400～650℃，炉内以25～45m3/h的流量通入氩气，4)拉矫：拉矫机组处理钛卷。本发明生产的去应力薄规格纯钛带卷工艺简单易行，成本低、效率高。可以获得高强度、高尺寸精度、综合性能优良的去应力纯钛薄规格带卷。

Description

一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法
技术领域
本发明属于金属轧制领域，具体涉及一种薄规格钛材的轧制方法。
背景技术
钛是一种银灰色金属，比重为4.51g/cm3，比重高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度高于铝合金和高强合金钢，因而钛材质地非常轻盈，却又十分坚韧和耐腐蚀，在常温下能始终保持本身的色调，在和人长期接触以后也不影响其本质，不会造成人的过敏，被人们称为亲生物金属。它特有的银灰色调不论是高抛光、丝光、亚光都有很好的表现，具有高贵而又内敛，刚毅而不失灵逸的质感，因而在电脑及手机领域越来越受到重视。
随着电脑及手机不断向轻型化发展，市面上对去应力薄规格(0.2mm及以下)纯钛材的需求越来越大。国内由于设备和技术的限制，对去应力薄规格(0.2mm及以下)纯钛带卷一直不能自主生产，长期依赖进口。
专利CN104190715A提出一种TC1钛合金薄板的叠轧加工方法，以制备厚度为1mm～3mm的TC1钛合金薄板。在第一轧程之后，将退火态钛卷进行连续退火、抛丸酸洗处理后，再进行第二轧程。现有的对去应力薄规格(0.2mm及以下)纯钛材基本以单张板进行轧制的方法，采用罩式炉退火进行生产。现有的去应力技术中，生产模式效率低、成本高，且缺乏良好的带材表面润滑系统和板型控制系统，容易产生厚差大、性能不均、板型差等缺陷，不能满足市场需求。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的是克服现有技术效率低、成本高、产品强度低等问题，提供一种利用有色行业常用设备生产去应力薄规格(0.2mm及以下)纯钛带卷，并提出一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法。
本发明的另一目的是提出所述加工方法加工得到的钛材。
实现本发明上述目的的具体技术方案为：
一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法，包括步骤：
1)冷轧：采用厚度0.4～0.7mm的纯钛卷为原料，将原料在冷轧设备的开卷机上打开，另一端在冷轧设备的收卷机上收裹，经6～8个道次的轧制，总压下率控制在85％以内，在常温下将厚度0.4～0.7mm的纯钛卷反复轧制厚度为0.1～0.2mm的钛卷；
2)脱脂：冷轧得到的薄规格纯钛卷经过脱脂机组的开卷机打开，以速度30～70m/min的速度，在碱性脱脂液中洗涤去除钛表面残留的轧制油脂，然后经过脱脂机组的收卷机收成卷状；
3)去应力退火：将脱脂机组后的钛卷在连续退火炉的开卷机进行开卷，将连续退火炉升温到400～650℃，炉内以25～45m3/h的流量通入氩气，钛卷以10～30m/min速度通过连续退火炉进行成品去应力退火，退火后获得较高强度的纯钛卷；
4)拉矫：退火薄规格纯钛卷在拉矫机组的开卷机打开，经过拉矫机组处理钛卷，钛卷延伸率控制在1～5％，以矫正钛表面的波浪形以获得平直的表面状态。
进一步地，所述步骤1)中，使用的轧制油流量为冷轧机组轧制油总流量的70～90％，轧制油温度为35～50℃；
其中，所述步骤1)中，冷轧设备为可逆式二十辊冷轧机组，成品轧制最后一道次更换新工作辊。
优选地，所述步骤1)中，单道次变形量控制在5～25％,轧制的速度保持在100～200m/min。
更优选地，所述步骤1)中，各道次变形率控制在5～25％之间，且前一道次变形率大于或等于后一道次的变形率。例如，采用7道次轧制，第1道次变形率21％，第2道18％，第3道17％，第4道16％，第5道15％，第6道15％，成品道次11％。
其中，所述步骤2)中，碱性脱脂液温度控制在50～80℃，碱性脱脂液的质量浓度控制在1～5％。脱脂速度控制在30～70m/min。碱性脱脂药剂可市购。
进一步地，所述步骤3)中，将连续退火炉升温到500～550℃,炉内以25～45m3/h的流量通入氩气。
其中，所述步骤4)中，采用拉伸矫直与辊压矫直结合的方法处理钛卷，拉伸矫直的单位张力120～210MPa，辊压的辊子直径为16mm。
本发明所述的加工方法制得的钛材。
本发明的有益效果在于：
本发明生产的去应力薄规格纯钛带卷工艺简单易行，成本低、效率高。可以获得高强度、高尺寸精度、综合性能优良的去应力纯钛薄规格带卷。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。
实施例1：厚度0.2mm，宽度620mm的TA2去应力钛卷生产方法
1)原料准备：采用厚度0.7mm的TA2纯钛卷为原料。
2)轧制：冷轧设备为可逆式二十辊冷轧机组，常温轧制。原料在冷轧设备的开卷机上打开，另一端在冷轧设备的收卷机上收裹，采用7道次轧制，各道次变形率进行合理分配，第1道21％，第2道18％，第3道17％，第4道16％，第5道15％，第6道15％，成品道次11％；总压下率71％。
各道次的轧制速度控制在100～200m/min，轧制油流量为二十辊冷轧机组轧制油总流量的85％，轧制油温度为45℃；
成品轧制最后一道次更换新工作辊，轧制的成品尺寸精度为0.2±0.01mm。
3)脱脂：冷轧得到的薄规格纯钛卷经过脱脂机组的开卷机打开，在温度60℃下，在质量浓度为2.5％的汉高P3-Percy701碱性脱脂液中以40m/min的速度进度脱脂处理。
4)去应力退火：将脱脂机组后的钛卷在连续退火炉的开卷机进行开卷，将连续退火炉升温到520℃，炉内以30m3/h的流量通入氩气，钛卷以15m/min速度通过连续退火炉进行成品去应力退火。TA2钛卷经去应力退火后抗拉强度可达到600MPa
5)拉矫：在二十一辊矫直机中，采用拉伸矫直与辊压矫直结合的方法处理钛卷，拉伸矫直的单位张力200MPa，辊压的辊子直径为16mm，以延伸率3％的矫直模式进行拉矫，获得平直度≤1mm/m、粗糙度0.3μm的表面状态。
实施例2厚度0.15mm，宽度620mm的TA2去应力钛卷生产方法
1)原料准备：采用厚度0.5mm的TA2纯钛卷为原料。
2)轧制：采用7道次轧制，各道次变形率进行合理分配，第1道20％，第2道18％，第3道17％，第4道16％，第5道15％，第6道13％,成品道次9％；总压下率70％。
各道次的轧制速度控制在100～200m/min，轧制油流量为二十辊冷轧机组轧制油总流量的85％，轧制油温度为40℃；
成品轧制最后一道次更换新工作辊，轧制得成品的尺寸精度为0.15±0.008mm。
3)脱脂：在温度为60℃，浓度为2.5％的汉高P3-Percy701碱性脱脂液中以40m/min的速度进度脱脂处理。
4)去应力退火：将脱脂机组后的钛卷在连续退火炉的开卷机进行开卷，将连续退火炉升温到520℃,炉内以30m3/h的流量通入氩气，钛卷以20m/min速度通过连续退火炉进行成品去应力退火。TA2经去应力退火后抗拉强度可达到600MPa。
5、拉矫：在二十一辊矫直机中以延伸率3％的矫直模式进行拉矫，拉伸矫直的单位张力200MPa，以获取得平直度≤1mm/m、粗糙度0.2μm的表面状态。
其他操作参数同实施例1。
实施例3厚度0.1mm，宽度620mm的TA1去应力钛卷生产方法
1)原料准备：采用厚度0.4mm的TA1纯钛卷为原料。
2)轧制：采用8道次轧制，各道次变形率进行合理分配，第1道22％，第2道19％，第3道18％，第4道16％，第5道15％，第6道14％,第7道13％，成品道次9％；总压下率75％。
各道次的轧制速度控制在100～200m/min，轧制油流量为二十辊冷轧机组轧制油总流量的85％，轧制油温度为45℃；
成品轧制最后一道次更换新工作辊，轧制得成品的尺寸精度为0.1±0.005mm。
3)脱脂：在温度为60℃，浓度为2.5％的汉高P3-Percy701碱性脱脂液中以30m/min的速度进度脱脂处理。
4)去应力退火：将脱脂机组后的钛卷在连续退火炉的开卷机进行开卷，将连续退火炉升温到500℃,炉内以30m3/h的流量通入氩气，钛卷以30m/min速度通过连续退火炉进行成品去应力退火。TA1经去应力退火后抗拉强度可达到450MPa。远高于国标《GB/T26723-2011冷轧钛带卷》中TA1≥240MPa的要求。
5、拉矫：在二十一辊矫直机中以延伸率3％的矫直模式进行拉矫，拉伸矫直的单位张力130MPa，获得平直度≤1mm/m、粗糙度0.2μm的表面状态。
其他操作参数同实施例1。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作出一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种去应力薄规格纯钛带卷的加工方法，其特征在于，包括步骤：
1)冷轧：采用厚度0.4～0.7mm的纯钛卷为原料，将原料在冷轧设备的开卷机上打开，另一端在冷轧设备的收卷机上收裹，经6～8个道次的轧制，总压下率控制在85％以内，在常温下将厚度0.4～0.7mm的纯钛卷反复轧至厚度为0.1～0.2mm的钛卷；
2)脱脂：冷轧得到的薄规格纯钛卷经过脱脂机组的开卷机打开，以速度30～70m/min的速度，在碱性脱脂液中洗涤以去除钛表面残留的轧制油脂，然后经过脱脂机组的收卷机收成卷状；
3)去应力退火：将脱脂机组后的钛卷在连续退火炉的开卷机进行开卷，将连续退火炉升温到400～650℃，炉内以25～45m3/h的流量通入氩气，钛卷以10～30m/min速度通过连续退火炉进行成品去应力退火，退火后获得较高强度的纯钛卷；
4)拉矫：退火薄规格纯钛卷在拉矫机组的开卷机打开，经过拉矫机组处理钛卷，钛卷延伸率控制在1～5％，以矫正钛表面的波浪形，获得平直的表面状态。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中，使用的轧制油流量为冷轧机组轧制油总流量的70～90％，轧制油温度为35～50℃。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中，冷轧设备为可逆式二十辊冷轧机组，成品轧制最后一道次更换新工作辊。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中，单道次变形量控制在5～25％,轧制的速度保持在100～200m/min。
5.根据权利要求1～4任一所述的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中，各道次变形率控制在5～25％之间，且前一道次变形率大于或等于后一道次的变形率。
6.根据权利要求1～4任一所述的加工方法，其特征在于，所述步骤2)中，碱性脱脂液的温度控制为50～80℃，质量浓度为1～5％，脱脂速度控制在30～70m/min。
7.根据权利要求1～4任一所述的加工方法，其特征在于，所述步骤3)中，将连续退火炉升温到500～550℃,炉内以25～45m3/h的流量通入氩气。
8.根据权利要求1～4任一所述的加工方法，其特征在于，所述步骤4)中，采用拉伸矫直与辊压矫直结合的方法处理钛卷，拉伸矫直的单位张力120～210MPa，辊压的辊子直径为16mm。
9.权利要求1～8任一所述的加工方法制得的钛材。
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