CN106623423B - 一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法 - Google Patents
一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,包括依次进行的如下步骤:铸坯、锻造、初次加热、初次除磷、初次轧制、冷却、再次加热、再次除磷、再次轧制、退火、后处理;锻造操作后得到坯料,初次轧制操作后得到厚度为35~60mm的中间坯,再次轧制后得到9~40mm的钛板。本发明的目的为提供一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,解决了在中厚钛板一火成材生产中表面质量、组织性能相对较差的问题,采用本发明方案生产中厚规格钛板,投资生产成本低,生产效率高,表面质量好,性能满足并高于国家标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属材料制造技术领域,特别是一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法。
背景技术
由于钛及钛合金材料具有密度低,比强度高,耐腐蚀,组织性能稳定性好等优良的综合性能,钛及钛合金材料在近几十年得到了飞速发展。我国的钛工业起始于六十年代的国防军工要求,经过了50年的发展,取得了巨大成绩,目前钛加工材在航空、航天、船舶、冶金、化工、设备、医疗、制药、海洋工程、体育休闲等领域均得到飞速发展。我国钛资源丰富,储量居世界前列,目前已经成为世界上具有完整工业体系和生产能力的钛大国,其生产量和消费量位列世界第一,钛及钛合金经加工后制成板、带、箔、管、棒、丝、锻件、铸件及复合材料等产品类型,在所有的钛合金加工材中,钛板带材的产量接近50%,钛板带材的用途很广,主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及钛合金板带还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器等,由于中厚规格钛板需求量不大,单独建设钛板轧制线,一次性投资大,设备利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,解决了在中厚钛板一火成材生产中表面质量、组织性能相对较差的问题,采用本发明方案生产中厚规格钛板,投资生产成本低,生产效率高,表面质量好,性能满足并高于国家标准要求。
本发明的技术方案为:一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,包括依次进行的如下步骤:铸坯、锻造、初次加热、初次除磷、初次轧制、冷却、再次加热、再次除磷、再次轧制、退火、后处理;锻造操作后得到坯料,初次轧制操作后得到厚度为35~60mm的中间坯,再次轧制后得到9~40mm的钛板。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,所述的初次加热在加热炉中进行,初次加热的坯料在400~500℃的预热段加热40~60min,然后进入到900~950℃的加热段加热150~200min,然后进入到920~940℃的均热段加热60~90min;在均热段中,控制坯料的下表面温度比上表面温度高10℃,加热炉出口温度控制在900~950℃。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,所述的再次加热在加热炉中进行,再次加热的中间坯在400~500℃的预热段加热40~60min,然后进入到750~800℃的加热段加热90~120min,然后进入到760~790℃的均热段加热60~90min;在均热段中,控制中间坯的下表面温度比上表面温度高10℃,加热炉出口温度控制在760~780℃。
优选地,所述的再次加热在加热炉中进行,再次加热的中间坯在450~480℃的预热段加热50~60min,然后进入到750~780℃的加热段加热90~120min,然后进入到760~790℃的均热段加热60~90min;在均热段中,控制中间坯的下表面温度比上表面温度高10℃,加热炉出口温度控制在760~780℃。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,初次除磷和再次除磷均通过除磷压力为9~18MPa的高压水进行除磷。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,所述的初次轧制的操作为将坯料在四辊可逆轧机中往返轧制3~7道次,优选为5-7道次,道次最大压下量不大于30mm,道次压下率不大于40%,开轧温度≥850℃,轧制结束温度≥650℃。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,所述的再次轧制的操作为将中间坯在四辊可逆轧机往返轧制7~11道次,优选为7-9道次,轧机出口厚度为9~40mm,轧制出口温度500~600℃。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,初次轧制后冷却前坯料通过层流冷却至300-350℃。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,再次轧制后退火前钛板以1~10℃/s的速度层流冷却至400-450℃,然后钛板进入到热矫机进行矫直,矫直后冷却到室温;
所述的退火操作为:钛板在600~700℃进行1~2小时退火处理。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,所述的后处理操作包括将第二次退火处理后的钛板依次进行冷却、冷矫直,剪切、检验、精整操作。
在上述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法中,所述的铸坯操作中所用的钛材的成分为:Fe为0.01~0.10wt%,C为0.01~0.05wt%,N<0.008wt%,H<0.008wt%,O为0.01~0.10wt%,其余为Ti及不可避免的杂质。
优选地,钛材的成分为:Fe为0.01~0.03wt%,C为0.013~0.04wt%,N<0.008wt%,H<0.008wt%,O为0.01~0.10wt%,P为0.011~0.012wt%,S为0.002~0.003wt%,其余为Ti及不可避免的杂质。
本发明的有益效果如下:
本发明通过合理的轧制工艺及退火工艺设计,采用中厚板轧机生产9~40mm厚度的工业纯钛板,通过二火成材改善了板坯的表面质量,均匀晶粒组织,改善了产品性能,采用轧机生产工业纯钛板,节约了社会投资,降低了生产成本,改善了钛板性能质量,节约社会资源。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对本发明的技术方案作进一步的详细说明,但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是:Fe为0.01wt%,C为0.04wt%,N为0.002wt%,H为0.004wt%,O为0.07wt%,P为0.012wt%,S为0.002wt%,其余为Ti及不可避免的杂质。所述的热轧工艺是:将厚度150mm,宽度1200mm锻坯在加热炉预热段400℃,预热60min,加热段900℃,加热时间200min,均热段温度920℃,均热时间60min,在均热段中,控制坯料的下表面温度比上表面温度高10℃,加热炉出炉温度910℃,出加热炉后进行高压水除磷,除磷压力12MPa,除磷后进入中厚板四辊可逆轧机进行往返轧制7道次,开轧温度≥850℃,轧制结束温度≥650℃,各道次压下情况见下表1:
表1初次轧制参数
道次 | 设定辊缝/mm | 道次压下量/mm | 道次压下率/% |
0 | 150 | ||
1 | 128 | 22 | 17 |
2 | 106 | 22 | 21 |
3 | 86 | 20 | 23 |
4 | 67 | 19 | 28 |
5 | 52 | 15 | 29 |
6 | 40 | 12 | 30 |
7 | 32 | 8 | 25 |
轧制完成中间坯厚度在32mm,层流冷却到325℃,然后空冷到室温,进行板坯检测并进行剥皮打磨处理,再次用推钢机推入加入炉,进行低温加热及轧制,先在预热段进行预热,预热温度480℃,时间50min,进入加热段,加热温度780℃,加热时间90min,均热段温度770℃,均热时间90min,均热炉炉膛温度控制下表面比上表面高10℃,加热炉出口温度控制在760℃,出加热炉后进行高压水除磷,除磷压力9MPa,除磷后进入中厚板四辊可逆轧机进行往返轧制9道次,各道次压下情况见下表2:
表2再次轧制参数
道次 | 设定辊缝/mm | 道次压下量/mm | 道次压下率/% |
0 | 32 | ||
1 | 26 | 6 | 23 |
2 | 21 | 5 | 24 |
3 | 17 | 4 | 24 |
4 | 14 | 3 | 21 |
5 | 12 | 2 | 17 |
6 | 11 | 1 | 9 |
7 | 10 | 1 | 10 |
8 | 9.3 | 0.7 | 8 |
9 | 9 | 0.3 | 3 |
轧机出口厚度为9mm,轧制出口温度500℃,轧制完成后进入层流冷却装置,冷却速率为9℃/s,冷却到425℃。进入热矫机矫直,冷却到室温,对钛板在600℃进行1.5小时退火处理,冷却到室温,然后矫直,剪切、检验、精整,确保产品板形。其屈服强度为345MPa,抗拉强度465MPa,A50延伸率30.5%,其性能满足TA2国家标准GB/T3621-2007和美国国家标准ASTM B265技术条件。
实施例2
一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是:Fe为0.03wt%,C为0.013wt%,N为0.005wt%,H为0.001wt%,O为0.07wt%,P为0.012wt%,S为0.002wt%,其余为Ti及不可避免的杂质。所述的热轧工艺是:将厚度150mm,宽度1200mm锻坯在加热炉预热段500℃,预热40min,加热段950℃,加热时间150min,均热段温度940℃,均热时间90min,加热炉出炉温度935℃,在均热段中,控制坯料的下表面温度比上表面温度高10℃,出加热炉后进行高压水除磷,除磷压力18MPa,除磷后进入中厚板四辊可逆轧机进行往返轧制5道次,开轧温度≥850℃,轧制结束温度≥650℃,各道次压下情况见下表3:
表3初次轧制参数
道次 | 设定辊缝/mm | 道次压下量/mm | 道次压下率/% |
0 | 150 | ||
1 | 128 | 22 | 17 |
2 | 106 | 22 | 21 |
3 | 87 | 20 | 23 |
4 | 68 | 19 | 29 |
5 | 50 | 17 | 34 |
轧制完成中间坯厚度在50mm,层流冷却冷却到300℃,然后空冷到室温,进行板坯检测并进行剥皮打磨处理,再次用推钢机推入加入炉,进行低温加热及轧制,先在预热段进行预热,预热温度450℃,时间60min,进入加热段,加热温度750℃,加热时间120min,均热段温度790℃,均热时间60min,均热炉炉膛温度控制下表面比上表面高10℃,加热炉出口温度控制在765℃,出加热炉后进行高压水除磷,除磷压力17MPa,除磷后进入中厚板四辊可逆轧机进行往返轧制7道次,各道次压下情况见下表4:
表4再次轧制参数
轧机出口厚度为12mm,轧制出口温度520℃,轧制完成后进入层流冷却装置,冷却速率为5℃/s,冷却到400℃。进入热矫机矫直,冷却到室温,对钛板在650℃进行2小时退火处理,冷却到室温,然后矫直,剪切、检验、精整,确保产品板形。其屈服强度为320MPa,抗拉强度430MPa,A50延伸率33.5%,其性能满足TA2国家标准GB/T3621-2007和美国国家标准ASTM B265技术条件。
实施例3
一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是:Fe为0.02wt%,C为0.017wt%,N为0.004wt%,H为0.001wt%,O为0.06wt%,P为0.011wt%,S为0.003wt%,其余为Ti及不可避免的杂质。所述的热轧工艺是:将厚度150mm,宽度1200mm锻坯在加热炉预热段460℃,预热50min,加热段950℃,加热时间200min,均热段温度930℃,均热时间60min,加热炉出炉温度935℃,出加热炉后进行高压水除磷,除磷压力12MPa,除磷后进入中厚板四辊可逆轧机进行往返轧制5道次,开轧温度≥850℃,轧制结束温度≥650℃,各道次压下情况见下表5:
表5初次轧制参数
道次 | 设定辊缝/mm | 道次压下量/mm | 道次压下率/% |
0 | 150 | ||
1 | 130 | 20 | 15 |
2 | 110 | 20 | 18 |
3 | 91 | 19 | 21 |
4 | 75 | 16 | 21 |
5 | 60 | 15 | 25 |
轧制完成中间坯厚度在60mm,层流冷却冷却到350℃,然后空冷到室温,进行板坯检测并进行剥皮打磨处理,再次用推钢机推入加入炉,进行低温加热及轧制,先在预热段进行预热,预热温度450℃,时间60min,进入加热段,加热温度770℃,加热时间100min,均热段温度760℃,均热时间80min,均热炉炉膛温度控制下表面比上表面高10℃,加热炉出口温度控制在775℃,出加热炉后进行高压水除磷,除磷压力12MPa,除磷后进入中厚板四辊可逆轧机进行往返轧制7道次,各道次压下情况见下表6:轧机出口厚度为35mm,轧制出口温度600℃。
表6再次轧制参数
道次 | 设定辊缝/mm | 道次压下量/mm | 道次压下率/% |
0 | 60 | ||
1 | 52 | 8 | 15 |
2 | 46 | 6 | 13 |
3 | 41 | 5 | 12 |
4 | 39 | 2 | 5 |
5 | 37 | 2 | 5 |
6 | 36 | 1 | 3 |
7 | 35 | 1 | 3 |
轧制完成后进入层流冷却装置,冷却速率为1℃/s,冷却到450℃。进入热矫机矫直,冷却到室温,对钛板在700℃进行2小时退火处理,冷却到室温,然后矫直,剪切、检验、精整,确保产品板形。其屈服强度为275MPa,抗拉强度365MPa,A50延伸率34.5%,其性能满足TA2国家标准GB/T3621-2007和美国国家标准ASTM B265技术条件。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例,凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于:包括依次进行的如下步骤:铸坯、锻造、初次加热、初次除磷、初次轧制、冷却、再次加热、再次除磷、再次轧制、退火、后处理;锻造操作后得到坯料,初次轧制操作后得到厚度为35~60mm的中间坯,再次轧制后得到9~40mm的钛板;
所述的初次加热在加热炉中进行,初次加热的坯料在400~500℃的预热段加热40~60min,然后进入到900~950℃的加热段加热150~200min,然后进入到920~940℃的均热段加热60~90min;在均热段中,控制坯料的下表面温度比上表面温度高10℃,加热炉出口温度控制在900~950℃;
所述的再次加热在加热炉中进行,再次加热的中间坯在400~500℃的预热段加热40~60min,然后进入到750~800℃的加热段加热90~120min,然后进入到760~790℃的均热段加热60~90min;在均热段中,控制中间坯的下表面温度比上表面温度高10℃,加热炉出口温度控制在760~780℃。
2.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,初次除磷和再次除磷均通过除磷压力为9~18MPa的高压水进行除磷。
3.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,所述的初次轧制的操作为将坯料在四辊可逆轧机中往返轧制3~7道次,道次最大压下量不大于30mm,道次压下率不大于40%,开轧温度≥850℃,轧制结束温度≥650℃。
4.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,所述的再次轧制的操作为将中间坯在四辊可逆轧机往返轧制7~11道次,轧机出口厚度为9~40mm,轧制出口温度500~600℃。
5.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,初次轧制后冷却前坯料通过层流冷却至300-350℃。
6.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,再次轧制后退火前钛板以1~10℃/s的速度层流冷却至400-450℃,然后钛板进入到热矫机进行矫直,矫直后冷却到室温;
所述的退火操作为:钛板在600~700℃进行1~2小时退火处理。
7.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,所述的后处理操作包括将第二次退火处理后的钛板依次进行冷却、冷矫直,剪切、检验、精整操作。
8.根据权利要求1所述的采用中厚板轧机二火成材工艺生产工业纯钛板的制造方法,其特征在于,所述的铸坯操作中所用的钛材的成分为:Fe为0.01~0.10wt%,C为0.01~0.05wt%,N<0.008wt%,H<0.008wt%,O为0.01~0.10wt%,其余为Ti及不可避免的杂质。
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- 2016-12-29 CN CN201611251410.9A patent/CN106623423B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102581039A (zh) * | 2011-01-12 | 2012-07-18 | 宝山钢铁股份有限公司 | 纯钛板带的轧制方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"轧制工艺对钛板质量的影响";付文杰等;《轧制工艺对钛板质量的影响》;20151031;第44卷(第19期);(参见正文的1试验材料和方法与2试验结果和讨论部分 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN106623423A (zh) | 2017-05-10 |
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