CN108906890B - 一种β钛合金薄板的冷轧加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，该方法包括：一、将β钛合金薄板坯料放入真空退火炉中在β相变点温度以下10℃～20℃进行真空退火，然后控制冷却速率并冷却至室温；二、采用小凸度冷轧辊对经冷却后的β钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到目标尺寸的β钛合金薄板。本发明将β钛合金薄板坯料在其β相变点温度以下10℃～20℃真空退火并控制冷却速率，使初生α相充分长大，同时使残余β相体积含量减少，避免了随炉冷却至室温过程中二次相析出过多使合金强化而不易加工的情况，通过分段轧制使多数α相的取向趋于一致，改善了后续轧制过程中的变形不协调导致的开裂等缺陷，解决了β钛合金真空退火后轧制加工困难的问题。

Description

一种β钛合金薄板的冷轧加工方法

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种β钛合金薄板的冷轧加工方法。

背景技术

钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好等优点，已经在航空航天和汽车等工业领域得到了广泛的应用。β钛合金薄板、箔材由于具备高的比强度，能够有效减轻结构重量，因此日益受到重视。

冷轧工艺是钛及钛合金薄板、箔材的制备的关键技术。β钛合金虽然具有较好的冷加工能力，当轧制到一定变形后，由于材料加工硬化效应使材料变形抗力剧增且易开裂造成加工难度大大增加，因此需要对合金进行消除应力的退火处理。为了防止表面氧化，冷轧板材一般采用真空退火，β钛合金通常在β相变温度之上进行退火处理，得到的β晶粒组织具有较好的变形协调性，如果选用常规的真空退火，β钛合金处理后炉冷过程中会析出次生相导致强化而使合金抗力剧增，后续轧制更为困难。一般采用真空充氩气快速冷却方法来降低析出强化影响，但这种工艺合金板材变形明显，在后续轧制中无法完全矫平，并且充氩冷却工艺对氩气的纯度及真空炉设备要求高，所以成本较高。

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β钛合金薄板的冷轧加工方法。该方法通过将β钛合金薄板坯料在β相变点温度以下10℃～20℃进行真空退火并控制冷却速率，使初生α相充分长大，同时使残余β相体积含量减少，有效避免了随炉冷却至室温过程中的二次相析出过多使β钛合金强化而不易加工的情况，通过分段轧制使多数初生α相的取向趋于一致，改善了后续轧制过程中的变形不协调导致的开裂等加工缺陷，解决了β钛合金真空退火后轧制加工困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将β钛合金薄板坯料放入真空退火炉中在β相变点温度以下10℃～20℃进行真空退火，然后冷却至室温；所述β钛合金薄板坯料的厚度不超过4mm；所述冷却的具体过程为：先以0.05℃/min～0.1℃/min的速率冷却至650℃～700℃，然后随炉冷却至室温；

步骤二、采用小凸度冷轧辊对步骤一中经冷却后的β钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到目标尺寸的β钛合金薄板；所述分段轧制的具体过程为：首先采用小压下量对步骤一中经冷却后的β钛合金薄板坯料进行反复轧制直至轧制的总变形量为5％以上，然后增大压下量继续进行反复轧制，直至得到目标尺寸的β钛合金薄板；所述增大压下量后的反复轧制过程中，当经冷却后的β钛合金薄板坯料轧制总变形量达到60％时进行真空退火，所述真空退火的工艺与步骤一中所述真空退火的工艺相同。

上述的一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，步骤二中所述小凸度冷轧辊的凸度为0.05mm～0.1mm。

上述的一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，步骤二中所述小压下量不超过0.1％。

上述的一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，步骤二中所述增大压下量增大后为3％～5％。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明将β钛合金薄板坯料在β相变点温度以下10℃～20℃进行真空退火，保留了β钛合金薄板坯料加工态组织中10％～15％的初生α相，然后通过控制冷却速率为0.05℃/min～0.1℃/min冷却至650℃～700℃，使初生α相充分长大，同时使残余β相体积含量减少，有效避免了后期随炉冷却至室温过程中的二次相析出过多使β钛合金强化而不易加工的情况。

2、本发明分段轧制过程中先通过小压下量反复轧制工艺逐渐改变退火后β钛合金薄板坯料中初生α相的取向，当轧制的总变形量超过5％时，多数初生α相的取向趋于一致，改善了后续轧制过程中的变形不协调导致的开裂等加工缺陷，解决了β钛合金真空退火后轧制加工困难的问题。

3、本发明的制备工艺简单合理，无需特殊设备，降低了生产成本，且提高了β钛合金板材的表面质量，适宜推广。

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

本实施例的方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为4mm的TB8钛合金薄板坯料在780℃进行真空退火，保温30min后在炉内先以0.05℃/min的速率冷却至700℃，再随炉冷却至室温；

步骤二、采用凸度为0.05mm的冷轧辊对步骤一中经冷却后的TB8钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到厚度为2mm的TB8钛合金薄板；所述分段轧制的具体过程为：首先采用0.1％的压下量对步骤一中经冷却后的TB8钛合金薄板坯料进行反复轧制直至TB8钛合金薄板坯料的厚度为3.8mm，然后增大压下量至3％继续进行反复轧制直至TB8钛合金薄板坯料的厚度为2mm。

实施例2

本实施例的方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为4mm的TB8钛合金薄板坯料在790℃进行真空退火，保温30min后在炉内先以0.1℃/min的速率冷却至650℃，再随炉冷却至室温；

步骤二、采用凸度为0.1mm的冷轧辊对步骤一中经冷却后的TB8钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到厚度为1mm的TB8钛合金薄板；所述分段轧制的具体过程为：首先采用0.05％的压下量对步骤一中经冷却后的TB8钛合金薄板坯料进行反复轧制直至TB8钛合金薄板坯料的厚度为3.6mm，然后增大压下量至5％继续进行反复轧制直至TB8钛合金薄板坯料厚度为1mm；所述增大压下量至5％后的反复轧制过程中，当TB8钛合金薄板坯料的厚度为1.6mm时进行真空退火，所述真空退火的工艺与步骤一中所述真空退火的工艺相同。

实施例3

本实施例的方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为2mm的TB5钛合金薄板坯料在770℃进行真空退火，保温20min后在炉内先以0.08℃/min的速率冷却至680℃，再随炉冷却至室温；

步骤二、采用凸度为0.07mm的冷轧辊对步骤一中经冷却后的TB5钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到厚度为1mm的TB5钛合金薄板；所述分段轧制的具体过程为：首先采用0.06％的压下量对步骤一中经冷却后的TB5钛合金薄板坯料进行反复轧制直至TB5钛合金薄板坯料的厚度为1.9mm，然后增大压下量至4％继续进行反复轧制直至TB5钛合金薄板坯料的厚度为1mm。

实施例4

本实施例的方法包括以下步骤：

步骤一、将厚度为4mm的TB5钛合金薄板坯料在760℃进行真空退火，保温30min后在炉内先以0.05℃/min的速率冷却至700℃，再随炉冷却至室温；

步骤二、采用凸度为0.03mm的冷轧辊对步骤一中经冷却后的TB5钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到厚度为2mm的TB5钛合金薄板；所述分段轧制的具体过程为：首先采用0.05％的压下量对步骤一中经冷却后的TB5钛合金薄板坯料进行反复轧制直至TB5钛合金薄板坯料的厚度为3.6mm，然后增大压下量至3％继续进行反复轧制直至TB5钛合金薄板坯料的厚度为2mm。

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 (4)

1.一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将β钛合金薄板坯料放入真空退火炉中在β相变点温度以下10℃～20℃进行真空退火，然后冷却至室温；所述β钛合金薄板坯料的厚度不超过4mm；所述冷却的具体过程为：先以0.05℃/min～0.1℃/min的速率冷却至650℃～700℃，然后随炉冷却至室温；

步骤二、采用小凸度冷轧辊对步骤一中经冷却后的β钛合金薄板坯料进行分段轧制，得到目标尺寸的β钛合金薄板；所述分段轧制的具体过程为：首先采用小压下量对步骤一中经冷却后的β钛合金薄板坯料进行反复轧制直至轧制的总变形量为5％以上，然后增大压下量继续进行反复轧制，直至得到目标尺寸的β钛合金薄板；所述增大压下量后的反复轧制过程中，当经冷却后的β钛合金薄板坯料轧制总变形量达到60％时进行真空退火，所述真空退火的工艺与步骤一中所述真空退火的工艺相同。

2.根据权利要求1所述的一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，步骤二中所述小凸度冷轧辊的凸度为0.05mm～0.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，步骤二中所述小压下量不超过0.1％。

4.根据权利要求1所述的一种β钛合金薄板的冷轧加工方法，其特征在于，步骤二中所述增大压下量增大后为3％～5％。