CN106637016A - 一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法 - Google Patents

一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法 Download PDF

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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium

Abstract

本发明公开了一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，依次包括以下步骤：铸坯、锻造、坯料加热、除磷、轧制、冷却、退火、后处理；其中，所述的轧制步骤为：采用2800mm四辊可逆轧机对坯料进行往返轧制7～15道次，压下量≤30mm，压下率≤40％，开轧温度≥850℃，轧制结束温度为≥650℃。本发明的目的是降低生产成本的同时，提高生产效率，产品表面质量好，性能满足并高于国家标准要求。

Description

一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法
技术领域
本发明属于有色金属材料制造技术领域，尤其涉及一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法。
背景技术
钛及钛合金具有较高的比强度、良好的耐蚀性和生物相容性，因而广泛的应用于航空航天、海洋、石油化工和生物工程等领域。
一个国家用钛情况可以反映出该国钛材料加工领域的整体水准，如美国的型超音速侦察机，钛材占整个飞机重量的93％；俄海军塞拉II级钛合金攻击核潜艇是世界最先进的核潜艇之一，因为整个潜艇外壳由钛合金打造，质量轻且强度高，航行速度以及下潜深度均优于美制潜艇；中国的“蛟龙号”载人潜水器，是世界上为数不多能深潜到5000m以下的深海潜水器，其0.5米厚的钛合金外壳使其具有非常大的变形抗力而不至于被压瘪。事实上，这层“金钟罩”是在俄国人的指导帮助下制造出来的，而非我国自主研发。由此可见我国在航天航海等高科技领域的水平落后于美俄。
21世纪以来，我国钛材需求量快速增长，产品消费量仅次于美国、欧洲列第三位，而在所有钛材消费中又以板材应用最广，大约占钛材总消耗量的50％以上。板材产量的增长率远高于整个钛材加工的产量增长率，今后国内各应用领域对钛材需求仍将快速增加，继续保持两位数增长态势。在钛板材生产中，工业纯钛板的占有率很大，约占90％，到2015年我国消费钛材约8.8万吨，其中钛板占比55.7％。约4.84万吨，其规格从厚度规格从0.3～70mm，宽度达到2500mm，板材加工呈现规格多，单个规格产量少的特点，如果单独投资建设金属钛板轧制生产线投资成本高，设备利用率低。
发明内容
本发明目的是提供一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，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。
为了实现上述技术效果，本发明提供的技术方案是这样的：一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，依次包括以下步骤：
铸坯、锻造、坯料加热、除磷、轧制、冷却、退火、后处理；
其中，所述的轧制步骤为：采用2800mm四辊可逆轧机对坯料进行往返轧制7～15道次，压下量≤30mm，压下率≤40％，开轧温度≥850℃，轧制结束温度为≥650℃。
需要说明的是，所述的轧制步骤中的最后3道次的道次压下率≤10％，轧机出口厚度为9～40mm，精轧出口温度650～760℃。
需要说明的是，所述的退火处理温度为600～700℃，退火时间为1～2小时。
需要说明的是，锻造操作后得到坯料，轧制操作后得到厚度为9～40mm的钛板。
需要说明的是，所述的加热温度为900～1050℃。
需要说明的是，所述的除磷步骤为采用压力为9～18Mpa的高压水直接喷到坯料表面。
需要说明的是，所述的冷却速率为1～10℃/s，冷却温度为400-450℃。
需要说明的是，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，所述的铸坯操作中所用的钛材的成分为：Fe为0.02～0.09wt％，C为0.01～0.05wt％，N为0.002～0.005wt％，H为0.002～0.007wt％，O为0.012～0.08wt％，P为0.01～.012wt％，S为0.002～0.003wt％，其余为Ti及不可避免的杂质。
需要说明的是，所述的后处理步骤依次包括：冷矫直、剪切、检验、精整、标识、判定、入库。
本发明通过合理的轧制工艺设计，采用2800mm中厚板轧机生产9～40mm厚度的工业钛板，通过退火处理均匀晶粒组织，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
下面结合具体实施例对权利要求书做进一步的说明，但不构成对本发明的任何限制，任何对本发明做有限次修改所得到的技术方案仍然属于本发明所要保护的范围。
实施例1
一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是：Fe为0.02wt％，C为0.04wt％，N为0.005wt％，H为0.005wt％，O为0.02wt％，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锻坯加热到在920℃，采用四辊可逆轧机进行往返轧制11道次，进行前5道次轧制，各道次轧制量分别为24mm、24mm、24mm、22mm、22mm，轧制最后3道次采用小道次压下率，道次压下率分别为8.6％、3.2％、1.3％，轧制厚度为20mm，精轧出口温度660℃，轧制完成后立即进入层流冷却装置，冷却速率为2℃/s，冷却到400℃,然后进入热矫机进行矫直，冷却到室温后，进行退火处理，退火温度650℃，保温时间1.5h，随炉冷却，然后进行冷矫直。
确保良好板形符合国家标准的要求，其屈服强度为325MPa，抗拉强度435MPa，A50延伸率31.5％，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2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是：Fe为0.09wt％，C为0.01wt％，N为0.002wt％，H为0.007wt％，O为0.05wt％，P为0.010wt％，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锻坯加热到在900℃，采用四辊可逆轧机进行往返轧制11道次，前进行5道次轧制，各道次轧制量分别为24mm、24mm、24mm、22mm、22mm，轧制最后3道次采用小道次压下率，道次压下率分别为5.4％、4.2％、1.0％，轧制厚度为12mm，精轧出口温度680℃，轧制完成后立即进入层流冷却装置，冷却速率为5℃/s，冷却到450℃，然后进入热矫机进行矫直，冷却到室温后，进行退火处理，退火温度600℃，保温时间1.5h，随炉冷却，然后进行冷矫直。
确保良好板形符合国家标准的要求，其屈服强度为315MPa，抗拉强度420MPa，A50延伸率32.5％，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2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是：Fe为0.05wt％，C为0.03wt％，N为0.002wt％，H为0.002wt％，O为0.08wt％，P为0.01wt％，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锻坯加热到在1050℃，采用四辊可逆轧机进行往返轧制15道次，前进行5道次轧制，各道次轧制量分别为25mm、25mm、25mm、23mm、23mm，轧制最后3道次采用小道次压下率，道次压下率分别为5.6％、2.2％、1.2％，轧制厚度为9mm，精轧出口温度660℃，轧制完成后立即进入层流冷却装置，冷却速率为8℃/s，冷却到450℃，然后进入热矫机进行矫直，冷却到室温后，进行退火处理，退火温度600℃，保温时间2h，随炉冷却，然后进行冷矫直。
确保良好板形符合国家标准的要求，其屈服强度为330MPa，抗拉强度445MPa，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4
一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法。锻坯的化学成分及其含量是：Fe为0.03wt％，C为0.05wt％，N为0.002wt％，H为0.002wt％，O为0.012wt％，P为0.01wt％，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锻坯加热到在900℃，采用四辊可逆轧机进行往返轧制9道次，前进行5道次轧制，各道次轧制量分别为25mm、25mm、25mm、23mm、23mm，轧制最后3道次采用小道次压下率，道次压下率分别为4.5％、2.8％、1.0％，轧制厚度为35mm，精轧出口温度750℃，轧制完成后立即进入层流冷却装置，冷却速率为1℃/s，冷却到450℃，然后进入热矫机进行矫直，冷却到室温后，进行退火处理，退火温度700℃，保温时间2h，随炉冷却，然后进行冷矫直。
确保良好板形符合国家标准的要求，其屈服强度为270MPa，抗拉强度375MPa，A50延伸率32.5％,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 (9)

1.一种采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
铸坯、锻造、坯料加热、除磷、轧制、冷却、退火、后处理；
其中，所述的轧制步骤为：采用2800mm四辊可逆轧机对坯料进行往返轧制7～15道次，压下量≤30mm，压下率≤40％，开轧温度≥850℃，轧制结束温度为≥650℃。
2.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，所述的轧制步骤中的最后3道次的道次压下率≤10％，轧机出口厚度为9～40mm，精轧出口温度650～760℃。
3.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，所述的退火处理温度为600～700℃，退火时间为1～2小时。
4.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，锻造操作后得到坯料，轧制操作后得到厚度为9～40mm的钛板。
5.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，所述的加热温度为900～1050℃。
6.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，所述的除磷压力为9～18MPa。
7.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，所述的冷却速率为1～10℃/s，冷却温度为400-450℃。
8.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，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。
9.根据权利要求1所述的采用2800mm中厚板轧机生产工业钛板的制造方法，其特征在于，所述的后处理步骤依次包括：冷矫直、剪切、检验、精整、标识、判定、入库。
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