CN109482644B - 一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法，包括装料穿带和轧制步骤；主要通过控制轧制速度、轧制力实现各道次的压下率，通过合理的设置各道次的压下率以及在钛/钛合金带卷成品前两道次中，通过更换轧制辊系的轧辊的粗糙度且配合小压下率，将轧辊的粗糙度反映到钛/钛合金带卷表面上，实现所加工出的钛/钛合金带卷表面的粗化和均匀化；相较于现有技术而言，本发明通过轧制取消了平整工序，且钛/钛合金带卷在退火前进行轧制变形，可以避免因平整带来的塑性损失和强度提升，同时又兼顾了表面均匀化的过程，实现加工钛/钛合金带卷的生产短流程。
Description
技术领域
本发明涉及钛及钛合金带卷技术领域，特别地，涉及一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法。
背景技术
钛及钛合金材料具有良好的耐蚀性、高强度、密度低、生物相容性好等特征，广泛应用于航空航天、海洋工程、电力化工等领域，钛及钛合金带卷更能体现某个国家的深加工能力及水平。目前，传统的钛及钛合金带卷的生产方法基本采用同一型号的轧机进行多轧程多道次反复轧制的模式，在轧制(热轧和冷轧)的过程中还有若干个脱脂、退火、抛丸、酸洗等工序。成品的表面状态是带卷交付的关键指标之一，用于外观等领域的带卷需要一定的粗糙度进行交付，通常将带卷热处理后进行平整而获得。平整工序主要通过使用大辊径轧辊对材料进行轧制，由于接触面积大，需要使用很大的压力才能实现钛/钛合金带卷的小压下率，大辊径是为了使材料不发生剧烈变形，均匀受力，从而使得钛/钛合金表面也较为均匀所设计的，但这个设计也是基于钛/钛合金带卷材料为退火态进行平整而设计的；通过现有工艺加工出来的钛及钛合金带卷的表面粗糙度Ra＜0.5μm，在某些实际应用中却要求较增加钛及钛合金带卷的表面粗糙度，对于现有技术的检索，尚未见到有关增加钛及钛合金带卷的表面粗糙度的轧制生产的报道；为了提高钛及钛合金带卷的质量及生产效率，缩短其生产流程，实现钛及钛合金带卷表面均匀化且增加钛及钛合金带卷的表面粗糙度，业内急需一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法的新型技术。
发明内容
本发明目的在于提供一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法，以解决现有钛及钛合金带卷表面均匀化加工工艺繁琐以及增加钛及钛合金带卷表面粗糙度的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法，包括如下步骤：
(1)装料穿带：将钛/钛合金带卷运送至开卷机前，上卷并使带卷中心线与机组中心线重合，开卷机轧辊压下，轧辊转动将带头经转向辊、除油辊、轧制辊系、除油辊、转向辊后，咬入卷取机钳口，随后卷取机转动2-3圈，实现带卷缠绕后，完成穿带；
(2)轧制：将穿带好后的钛/钛合金带卷进行往复轧制，轧制道次控制在5-15道次；其中：
第一道次的压下率控为5-20％，轧制速度为100～200m/min，轧制力为500～700t；
第二、三道次的压下率为10-20％，轧制速度为100～200m/min，轧制力为550～750t；
最后两道次的压下率控制在5％以内，轧制速度为50～100m/min，轧制力为500～750t。
进一步地，所述步骤(2)中，第四道次至倒数第三道次的压下率为5～18％，轧制速度≤250m/min，轧制力＜750t。
进一步地，所述步骤(2)中，轧制道次为6～14道次，优选轧制道次为7～13道次，第四道次至倒数第三道次的压下率为5～16％，轧制速度≤150m/min，轧制力＜750t。
进一步地，所述步骤(2)中，轧制道次为8～12道次，优选轧制道次为9～10道次，第四道次至倒数第三道次的压下率为6～16％，轧制速度≤130m/min，轧制力＜750t。
进一步地，所述步骤(2)中，纯钛带卷轧制时，所述第二、三道次的压下率为15-20％；钛合金带卷轧制时，所述第二、三道次的压下率为10-15％；通过在第二、三道次合理的设置较大的压下率有利于钛/钛合金带卷的快速致薄成型，同时实现钛/钛合金带卷的截面的充分变形、晶粒破碎，从而退火后的钛/钛合金带卷表面均匀性好。
进一步地，所述步骤(2)中，轧制最后两道次之前，更换轧制辊系，更换后轧辊的粗糙度为0.3-1.2μm，轧制速度为50-80m/min，并降低压下率至1～5％，同时根据成品尺寸调节轧制油流量以稳定冷却、润滑效果，同时兼顾油膜稳定及板形控制，轧制到目标厚度，下线；在钛/钛合金带卷成品前两道次中，通过更换轧制辊系的轧辊的粗糙度且配合小压下率，将轧辊的粗糙度通过压下反映到钛/钛合金带卷表面上，实现加工出的钛/钛合金带卷表面的粗化和均匀化。
进一步地，所述步骤(2)之后还设置有退火步骤，所述退火步骤为经过轧制步骤后的钛/钛合金带卷放入退火炉中，在炉温为550～700℃真空条件下进行退火处理，工艺温度下保温4-8小时。
进一步地，所述步骤(2)中，最后两道次的轧制油流量控制在50％以上，第一道次至倒数第三道次的轧制油流量控制在55％以上。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明主要通过控制轧制速度、轧制力实现各道次的压下率，通过合理的设置各道次的压下率以及在钛/钛合金带卷成品前两道次中，通过更换轧制辊系的轧辊的粗糙度且配合小压下率，将轧辊的粗糙度反映到钛/钛合金带卷表面上，实现所加工出的钛/钛合金带卷表面的粗化和均匀化；相较于现有技术而言，本发明通过轧制取消了平整工序，且钛 /钛合金带卷在退火前进行轧制变形，可以避免平整带来的塑性损失和强度提升，同时又兼顾了表面均匀化的过程，实现加工钛/钛合金带卷的生产短流程。
2)钛/钛合金材料的冷加工成型主要体现在前40％压下率中，此时钛/钛合金材料具备较高的塑性、韧性；本发明所述步骤(2)中，纯钛带卷轧制时，第二、三道次的压下率为15-20％；钛合金带卷轧制时，第二、三道次的压下率为10-15％；通过在第二、三道次设置较大的压下率有利于钛/钛合金带卷的快速致薄成型，同时实现钛/钛合金带卷的截面的充分变形、晶粒破碎，从而退火后的钛/钛合金带卷表面均匀性好；压下率设置较小，则钛/钛合金变形集中在带卷表面，带卷截面的芯部不变形或变形较小，致使整个钛合金带卷的截面的组织不均匀，影响后续退火后钛/钛合金带卷表面的均匀性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照具实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
为实现上述目的，本发明提供了一种钛及钛合金带卷表面均匀化的方法，包括如下步骤：
(1)装料穿带：将钛/钛合金带卷运送至开卷机前，上卷并使带卷中心线与机组中心线重合，开卷机轧辊压下，轧辊转动将带头经转向辊、除油辊、轧制辊系、除油辊、转向辊后，咬入卷取机钳口，随后卷取机转动2-3圈，实现带卷缠绕后，完成穿带；
(2)轧制：将穿带好后的钛/钛合金带卷进行往复轧制，轧制道次控制在5-15道次；其中：
第一道次的压下率控为5-20％，轧制速度为100～200m/min，轧制力为500～700t；
第二、三道次的压下率为10-20％，轧制速度为100～200m/min，轧制力为550～750t；
最后两道次的压下率控制在5％以内，轧制速度为50～100m/min，轧制力为500～750t。
进一步地，所述步骤(2)中，第四道次至倒数第三道次的压下率为5～18％，轧制速度≤250m/min，轧制力＜750t。
进一步地，所述步骤(2)中，轧制道次为6～14道次，优选轧制道次为7～13道次，第四道次至倒数第三道次的压下率为5～16％，轧制速度≤150m/min，轧制力＜750t。
进一步地，所述步骤(2)中，轧制道次为8～12道次，优选轧制道次为9～10道次，第四道次至倒数第三道次的压下率为6～16％，轧制速度≤130m/min，轧制力＜750t。
进一步地，所述步骤(2)中，纯钛带卷轧制时，所述第二、三道次的压下率为15-20％；钛合金带卷轧制时，所述第二、三道次的压下率为10-15％；通过在第二、三道次合理的设置较大的压下率有利于钛/钛合金带卷的快速致薄成型，同时实现钛/钛合金带卷的截面的充分变形、晶粒破碎，从而退火后的钛/钛合金带卷表面均匀性好。
进一步地，所述步骤(2)中，轧制最后两道次之前，更换轧制辊系，更换后轧辊的粗糙度为0.3-1.2μm，轧制速度为50-80m/min，并降低压下率至1～5％，同时根据成品尺寸调节轧制油流量以稳定冷却、润滑效果，同时兼顾油膜稳定及板形控制，轧制到目标厚度，下线；在钛/钛合金带卷成品前两道次中，通过更换轧制辊系的轧辊的粗糙度且配合小压下率，将轧辊的粗糙度通过压下反映到钛/钛合金带卷表面上，实现加工出的钛/钛合金带卷表面的粗化和均匀化。
进一步地，所述步骤(2)之后还设置有退火步骤，所述退火步骤为经过轧制步骤后的钛/钛合金带卷放入退火炉中，在炉温为550～700℃真空条件下进行退火处理，工艺温度下保温4-8小时。
进一步地，所述步骤(2)中，最后两道次的轧制油流量控制在50％以上，第一道次至倒数第三道次的轧制油流量控制在55％以上。
本发明中钛/钛合金带卷轧制最后两道次时，更换的轧辊通过修磨机设备修磨，可以实现增加轧辊的粗糙度，从而满足实际应用中所需适配粗糙度的钛/钛合金带卷。
本发明的轧辊机为可逆式轧辊机，选用二十辊轧辊机；表1为将厚度为4mm的钛/钛合金原料采用可逆式轧辊机轧制至成品厚度为1.5mm的钛/钛合金带卷；表2为将厚度为2mm的钛/钛合金原料采用可逆式轧辊机轧制至成品厚度为0.7mm的钛/钛合金带卷。
表14mm钛/钛合金原料的可逆式轧辊机轧制处理参数表
表2 2mm钛/钛合金原料的可逆式轧辊机轧制处理参数表
上述单道次的压下率的计算公式为：压下率＝(本道次来料厚度-本道次出口厚度)/ 本道次来料厚度；
上述总道次的压下率的计算公式为：压下率＝(第一道次的来料厚度-最后一道次出口厚度)/第一道次来料厚度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)装料穿带：将钛/钛合金带卷运送至开卷机前，上卷并使带卷中心线与机组中心线重合，开卷机轧辊压下，轧辊转动将带头经转向辊、除油辊、轧制辊系、除油辊、转向辊后，咬入卷取机钳口，随后卷取机转动2-3圈，实现带卷缠绕后，完成穿带；
(2)轧制：将穿带好后的钛/钛合金带卷进行往复轧制，轧制道次控制在5-15道次；其中：
第一道次的压下率控为5-20％，轧制速度为100～200m/min，轧制力为500～700t；
第二、三道次的压下率为10-20％，轧制速度为100～200m/min，轧制力为550～750t；
最后两道次的压下率控制在5％以内，轧制速度为50～100m/min，轧制力为500～750t。
2.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，第四道次至倒数第三道次的压下率为5～18％，轧制速度≤250m/min，轧制力＜750t。
3.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，轧制道次为6～14道次，第四道次至倒数第三道次的压下率为5～16％，轧制速度≤150m/min，轧制力＜750t。
4.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，轧制道次为8～12道次，第四道次至倒数第三道次的压下率为6～16％，轧制速度≤130m/min，轧制力＜750t。
5.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，纯钛带卷轧制时，所述第二、三道次的压下率为15-20％；钛合金带卷轧制时，所述第二、三道次的压下率为10-15％。
6.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，轧制最后两道次之前，更换轧制辊系，更换后轧辊的粗糙度为0.3-1.2μm，轧制速度为50-80m/min，并降低压下率至1～5％。
7.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)之后还设置有退火步骤，所述退火步骤为经过轧制步骤后的钛/钛合金带卷放入退火炉中，在炉温为550～700℃真空条件下进行退火处理，工艺温度下保温4-8小时。
8.根据权利要求1所述的一种钛/钛合金带卷表面均匀化的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，最后两道次的轧制油流量控制在50％以上，第一道次至倒数第三道次的轧制油流量控制在55％以上。
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