CN109881132A - 一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法 - Google Patents

一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法 Download PDF

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本发明涉及一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，属于金属材料制备技术领域。其通过热轧板的制备、半硬态冷轧原料的制备、精轧和拉矫处理制备得到组织均匀的纯镍板。本发明通过在纯镍N6高温高应变速率大幅热变形的合理加工变形参数区间进行多道次热轧，可以促使热轧组织发生完全再结晶，得到均匀分布而细小的组织晶粒。通过对纯镍板在各道次冷轧过程中加入退火处理，可以使杂质元素重新扩散到基体材料中，同时组织发生完全再结晶，使晶粒转变为均匀和细小的等轴晶粒，最终得到晶粒细小而均匀的薄规格N6纯镍板材，改善材料的使用性能。

Description

一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法
技术领域
本发明涉及一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，具体涉及一种薄规格N6纯镍板材组织均质化的方法，属于金属材料制备技术领域。
背景技术
纯镍具有优良的耐蚀性、焊接性能及加工性能，较高的电真空性能和电磁控制性能，在工业上得到了广泛的应用，如化工、机械、电子等方面。是现代工业不可或缺的重要材料，在国民经济、国防建设及现代化、信息化社会中起着及其重要的作用。最常用的纯镍牌号为N6，N6具有良好的力学性能和加工性能，在苛性钠环境中有良好的耐腐蚀性，被广泛应用于电子、机械制造、化工、制币、制碱工业、航空航天、潜水等领域。
N6镍板是电子、通讯、仪器等工业基础材料之一，镍板表面光洁度高，具有良好的耐蚀性能和机械性能，广泛应用于电磁屏蔽、高储能密度碱性蓄电池、磁载体等领域。降低镍板厚度，可提高材料利用率，扩大材料应用范围，近年来随着工业的发展，对镍板特别是薄规格镍板的需求不断增长，镍板向着更薄的方向发展。
金属材料的性能由其组织和结构所决定，均匀化纯镍板的晶粒组织有助于其性能均匀，服役稳定，镍板制备方法主要包括压延法（机械法）、羟基法（化学法）和沉积法（电解法），目前使用机械法虽然能生产出0.05-0.08mm薄规格N6纯镍板，但是其最终组织有一定的混晶情况，晶粒还不够细小，这将不利于镍板的表面质量和力学性能均匀性，对实际应用有一定限制。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，听过一种具有更好的力学性能的薄规格纯镍板组织均质化控制方法。
本发明的技术方案，一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，步骤如下：
（1）热轧板的制备：在1460-1480℃的温度下熔炼纯镍原料，所得铸坯后经过1200-1250℃加热保温均匀化2-3h，进行5道次往返热轧，控制热轧温度为1100-1150℃；
（2）半硬态冷轧原料的制备：将步骤（1）所得热轧板放入1.5-2.0×10-3pa真空热处理炉中进行半硬态退火，退火温度为550-600℃，保温时间90-120min，随后冷却到180-200℃出炉空冷至室温，得到半硬态冷轧原料；
（3）精轧：对步骤（2）半硬态退火后的热轧板进行精轧，经五道次依次轧到2.0mm、0.6mm、0.2mm、0.10mm、0.05mm厚度，期间分别将各道次的冷轧板放入退火炉中进行离线退火处理，退火温度为640-660℃，保温30-60min；
（4）拉矫处理：对步骤（3）所得冷轧板进行拉矫处理，拉矫速度为100-120m/min最终得到均匀组织的纯镍板。
进一步的，所述纯镍原料为N6纯镍。
进一步的，步骤（1）所述热轧采用双辊可逆式热轧机。
进一步的，步骤（1）所述热轧时，单道次压下量控制在25%以上，应变速率在1-5s-1，总变形量>80%。
进一步的，步骤（1）所述精轧采用可逆式冷轧机。
进一步的，步骤（4）所述纯镍板厚度规格0.05-0.08mm。
进一步的，步骤（4）所得纯镍板晶粒度范围在9-10级。
进一步的，所述N6纯镍板的化学成分按质量百分比计为Ni ≥99.5%，C 0.002-0.01%，Si 0.02-0.1%，Mn 0.01-0.05%，Mg 0.01-0.03%，Ti 0.01-0.1%，Al 0.01-0.1%、S≤0.005%，P≤0.002%，Fe 0.01-0.1%。
本发明的有益效果：本发明通过在纯镍N6高温高应变速率大幅热变形的合理加工变形参数区间进行多道次热轧，可以促使热轧组织发生完全再结晶，得到均匀分布而细小的组织晶粒。通过对纯镍板在各道次冷轧过程中加入退火处理，可以使杂质元素重新扩散到基体材料中，同时组织发生完全再结晶，使晶粒转变为均匀和细小的等轴晶粒，最终得到晶粒细小而均匀的薄规格N6纯镍板材，改善材料的使用性能。
本发明不需要新增设备，普通工业生产设备就可进行相关步骤处理；工艺流程相对简单，只需要通过控制轧制过程和调整热处理工艺就可对镍板的组织进行调控，具有很好的可推广性。
本发明可以生产制备厚度规格在0.08mm以下的薄规格N6板材，相比现有技术，在降低成本的同时还可实现批量生产制备，可满足工业生产的需求。
附图说明
图1是实施例1中N6纯镍板经热轧后的组织形貌。
图2是实施例1中N6纯镍板经不同道次冷轧和退火后的组织形貌。
图3是实施例1中N6纯镍板经热轧后的组织形貌。
图4是实施例2中N6纯镍板经不同道次冷轧和退火后的组织形貌。
具体实施方式
实施例1
本实施例中N6纯镍的各组分的质量百分含量为Ni≥99.5%，C 0.002-0.008%，Si 0.05-0.1%，Mn 0.01-0.03%，Mg 0.01-0.03%，Ti 0.02-0.06%，Al 0.01-0.05%、S≤0.005%，P≤0.002%，Fe 0.03-0.07%。
一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，步骤如下：
（1）热轧板的制备：1460℃熔炼N6纯镍原料，所得铸坯锻造后经过1250℃加热保温2h均匀化，进入双辊可逆式热轧机进行5道次往返热轧，控制热轧温度在1100-1150℃，单道次压下量控制在25%以上，应变速率在3s-1，总变形量>90%。最终获得4.0mm热轧板坯。
（2）半硬态冷轧原料的制备：将所得热轧板放入2.0×10-3pa真空热处理炉中进行半硬态退火，退火温度为550℃，保温时间120min，随后冷却到200℃出炉空冷至室温，得到半硬态冷轧原料，此时纯镍板平均晶粒尺寸约为80μm，晶粒度级别达到4级，如图1所示。
（3）精轧：利用可逆式冷轧机对半硬态退火后的热轧板进行精轧，经五道次依次轧到2.0mm、0.6mm、0.2mm、0.10mm、0.05mm厚度，各道次间分别将冷轧板放入光亮退火炉中进行离线退火处理，退火温度为660℃，保温60min。
（4）拉矫处理：将脱脂处理后的冷轧板进行拉矫处理，拉矫速度为100m/min，最终得到厚度规格0.05mm，表面光洁度良好的薄规格N6纯镍板，经金相显微镜观察，其晶粒组织均匀而细小，晶粒度级别达10级，如图2所示。
实施例2
本实施例中N6纯镍的各组分的质量百分含量为Ni≥99.5%，C 0.002-0.008%，Si 0.05-0.1%，Mn 0.01-0.03%，Mg 0.01-0.03%，Ti 0.02-0.06%，Al 0.01-0.05%、S≤0.005%，P≤0.002%，Fe 0.03-0.07%。
一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，步骤如下：
（1）热轧板的制备：1480℃熔炼N6纯镍原料，所得铸坯经过1200℃加热保温3h均匀化，进入双辊可逆式热轧机进行5道次往返热轧，控制热轧温度在1150℃，单道次压下量控制在28%以上，应变速率在4.5s-1，总变形量>80%，最终获得5.0mm热轧板坯，此时纯镍板平均晶粒尺寸约为90μm，晶粒度级别达到3.5级，如图3所示。
（2）半硬态冷轧原料的制备：将所得热轧板放入1.5×10-3pa真空热处理炉中进行半硬态退火，退火温度为600℃，保温时间120min，随后冷却到200℃出炉空冷至室温，得到半硬态冷轧原料。
（3）精轧：利用可逆式冷轧机对半硬态退火后的热轧板进行精轧，经五道次依次轧到2.2mm、0.7mm、0.3mm、0.11mm、0.07mm厚度，各道次间分别将冷轧板放入光亮退火炉中进行离线退火处理，退火温度为640℃，保温30min。
（4）拉矫处理：将脱脂处理后的冷轧板进行拉矫处理，拉矫速度为120m/min，最终得到厚度规格0.05mm，表面光洁度良好的薄规格N6纯镍板，经金相显微镜观察，其晶粒组织细小均匀，晶粒度级别达9级，如图4所示。
实施例3
本实施例中N6纯镍的各组分的质量百分含量为Ni≥99.5%，C 0.002-0.008%，Si 0.05-0.1%，Mn 0.01-0.03%，Mg 0.01-0.03%，Ti 0.02-0.06%，Al 0.01-0.05%、S≤0.005%，P≤0.002%，Fe 0.03-0.07%。
一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，步骤如下：
（1）热轧板的制备：在1470℃的温度下熔炼纯镍原料，所得铸坯后经过1230℃加热保温均匀化2.5h，进行5道次往返热轧，控制热轧温度为1130℃；单道次压下量控制在25%以上，应变速率在1-5s-1，总变形量>80%。
（2）半硬态冷轧原料的制备：将步骤（1）所得热轧板放入1.5-2.0×10-3pa真空热处理炉中进行半硬态退火，退火温度为570℃，保温时间100min，随后冷却到190℃出炉空冷至室温，得到半硬态冷轧原料；
（3）精轧：对步骤（2）半硬态退火后的热轧板进行精轧，经五道次依次轧到2.0mm、0.6mm、0.2mm、0.10mm、0.05mm厚度，期间分别将各道次的冷轧板放入退火炉中进行离线退火处理，退火温度为650℃，保温50min；
（4）拉矫处理：将脱脂处理后的冷轧板进行拉矫处理，拉矫速度为110m/min，最终得到厚度规格0.06mm，表面光洁度良好的薄规格N6纯镍板，经金相显微镜观察，其晶粒组织细小均匀，晶粒度级别达9级。

Claims (8)

1.一种薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是步骤如下：
（1）热轧板的制备：在1460-1480℃的温度下熔炼纯镍原料，所得铸坯后经过1200-1250℃加热保温均匀化2-3h，进行5道次往返热轧，控制热轧温度为1100-1150℃；
（2）半硬态冷轧原料的制备：将步骤（1）所得热轧板放入1.5-2.0×10-3 Pa真空热处理炉中进行半硬态退火，退火温度为550-600℃，保温时间90-120min，随后冷却到180-200℃出炉空冷至室温，得到半硬态冷轧原料；
（3）精轧：对步骤（2）半硬态退火后的热轧板进行精轧，经五道次依次轧到2.0mm、0.6mm、0.2mm、0.10mm、0.05mm厚度，期间分别将各道次的冷轧板放入退火炉中进行离线退火处理，退火温度为640-660℃，保温30-60min；
（4）拉矫处理：对步骤（3）所得冷轧板进行拉矫处理，拉矫速度为100-120m/min，最终得到均匀组织的纯镍板。
2.如权利要求1所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：所述纯镍原料为N6纯镍。
3.如权利要求1所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：步骤（1）所述热轧采用双辊可逆式热轧机。
4.如权利要求1所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：步骤（1）所述热轧时，单道次压下量控制在25%以上，应变速率在1-5s-1，总变形量>80%。
5.如权利要求1所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：步骤（1）所述精轧采用可逆式冷轧机。
6.如权利要求1所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：步骤（4）所述纯镍板厚度规格0.05-0.08mm。
7.如权利要求1所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：步骤（4）所得纯镍板晶粒度范围在9-10级。
8.如权利要求2所述薄规格纯镍板组织均质化控制方法，其特征是：所述N6纯镍板的化学成分按质量百分比计为Ni≥99.5%，C 0.002-0.01%，Si 0.02-0.1%，Mn 0.01-0.05%，Mg0.01-0.03%，Ti 0.01-0.1%，Al 0.01-0.1%、S≤0.005%，P≤0.002%，Fe 0.01-0.1%。
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