CN113000599A - 一种高效轧制钛合金盘条的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，包括以下步骤：1）加热钛合金坯料至800‑1000℃，保温120‑210min；2）加热的钛合金坯料进行6道次粗轧、6道次中轧和6道次预精轧，控制轧制温度为780‑980℃，轧制速度为1‑40m/s；3）对轧件进行5道次精轧，控制轧制温度为700‑950℃，轧制速度为40‑120m/s；4）将精轧料吐成钛散卷，控制吐料温度为600‑850℃；5）将钛散卷进行自然冷却至集卷温度为450‑550℃，再将钛散卷送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，得钛合金盘条。无需开坯锻造、扒皮、多次加热，节省时间、降低成本，且操作简便，获得的钛盘条表面质量好，缺陷极少。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，属于轧制技术领域。
背景技术
轧制是一种金属加工工艺，指的是金属坯料通过一对上、下旋转的轧辊之间的间隙时，受轧辊的挤压使材料截面减小、长度增加的压制加工方法。轧件由摩擦力拉进旋转轧辊之间，受到挤压而产生塑性变形，通过轧制使金属材料具有一定尺寸、形状和性能。轧件通过轧制后，不仅形状、尺寸发生变化，而且轧件的组织结构及性能也得到改善和提高。热轧可破坏钛合金坯料的组织结构，使其晶粒细化，消除显微组织缺陷。
钛及钛合金因其密度小，比强度高，拥有良好的耐腐蚀性而被广泛应用在航空航天、工业、船舶等领域。传统钛合金盘条的生产过程大多为锻造或旋锻，这两种方法需要多次加热、开坯锻造、多次扒皮等，大大增加了生产成本，降低生产效率，且成品率低下，成本增加。随着工业2025的到来，对于钛合金盘条的需求日益增加，人们期望有一种更好的方法来高效生产钛合金盘条，加快工业化节奏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，包括以下步骤：
1）加热钛合金坯料至800-1000℃，保温120-210min；
2）将步骤1）加热的钛合金坯料进行6道次粗轧、6道次中轧和6道次预精轧，控制轧制温度为780-980℃、轧制速度为1-40m/s；
3）对步骤2）的轧件进行5道次精轧，控制轧制温度为700-950℃，轧制速度为40-120m/s；
4）将步骤3）精轧的轧料吐成钛散卷，控制吐料温度为600-850℃；
5）将步骤4）吐出的钛散卷进行自然冷却至集卷温度为450-550℃，再将钛散卷送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，得钛合金盘条。
优选的，所述步骤1）的加热是在电加热炉中完成的，该电加热炉为台车式钛坯加热电阻炉，且加热方式采用下列三段式加热法：第一段加热至550-700℃，保温20-50min；第二段加热至700-890℃，保温20-50min；第三段加热至890-1000℃，保温50-90min。
优选的，所述步骤2）中粗轧温度控制在930±10℃，轧制速度为1-10m/s；中轧和预精轧温度控制在740±10℃，轧制速度为1-40m/s；开轧温度控制在700℃以上，粗轧后切除头部不规则部分，中轧和预精轧后切除头部和尾部不规则部分。
所述步骤5）中生产的钛合金盘条直径为7～15mm。
所述步骤1）的钛合金坯料尺寸为150х150х4000-6000mm。
优选的，本发明步骤（3）中生产的成品钛合金盘条直径为7～15mm。
本发明的原理：通过轧制前采用合适的加热炉工艺，然后在保证初轧温度的基础上开始进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、吐丝即可得到钛合金盘条。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过热轧前选取合适的加热炉工艺，然后在保证初轧温度的基础上开始进行粗轧、中轧、预精轧、精轧、吐丝，从而得到钛合金盘条。避免了传统工艺需要开坯锻造、扒皮、多次加热及轧制所浪费的人力物力，大大的节省时间、降低成本、工艺，且操作简便，获得的钛盘条表面质量好，缺陷极少。
（2）本发明在集卷前一般采用自然冷却，必要时可采取风冷来控制集卷温度，从而获得性能更优异的钛合金盘条。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，具体步骤如下：
（1）本实施例材料为Ti-6.0Al-4.0V钛合金，先将修磨后规格为150х150х4500的Ti-6.0Al-4.0V钛合金坯料装进台车式钛坯加热电阻炉中，进行下列三段式加热：第一段加热温度为600℃，保温45min；第二段加热温度为850℃，保温45min；第三段加热温度为980℃，保温80min；
（2）将步骤（1）加热后的Ti-6.0Al-4.0V钛合金热坯料进行6道次粗轧、6道次中轧和6道次预精轧，粗轧温度控制在930±10℃，轧制速度为3m/s；中轧和预精轧温度控制在740±10℃，轧制速度为20m/s；开轧温度控制在700℃以上，粗轧后切除头部不规则部分，中轧和预精轧后切除头部和尾部不规则部分；
（3）采用精轧机组对步骤（2）的轧件进行5道次精轧，精轧温度控制在680℃±10℃，轧制速度控制在60m/s；
（4）采用吐丝机对步骤（3）精轧后的Ti-6.0Al-4.0V钛合金轧件吐成钛散卷，控制吐丝温度为800±10℃；
（5）将步骤（4）的钛散卷在空冷线上进行自然冷却，直至集卷温度为480±20℃，再将钛散卷送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，即获得钛合金盘条。
在钛合金盘条轧制过程中，无堆料、卡料等故障，且成品表面质量好，尺寸精度高，表面缺陷较少，可直接进行应用或进行后续加工。
实施例2
一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，具体步骤如下：
（1）本实施例材料为Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金，先将铣面后规格为150х150х4600的Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金坯料装进台车式钛坯加热电阻炉中进行下列三段式加热：第一段加热温度为600℃，保温30min；第二段加热温度为750℃，保温30min；第三段加热温度为900℃，保温70min；
（2）将步骤（1）加热后的Ti-0.3Mo-0.8Ni钛合金热坯料进行6道次粗轧、6道次中轧和6道次预精轧，粗轧温度控制在850±10℃，轧制速度为8m/s；中轧和预精轧温度控制在750±20℃，轧制速度为30m/s；开轧温度必须控制在700℃以上，粗轧后切除头部不规则部分，中轧和预精轧后切除头部和尾部不规则部分；
（3）采用精轧机组对步骤（2）的轧件进行5道次精轧，精轧温度控制在720℃±10℃，轧制速度控制在80m/s；
（4）采用吐丝机对步骤（3）精轧后的Ti-0.3Mo-0.8Ni轧料吐成钛散卷，控制吐丝温度为870±10℃；
（5）将钛散卷在空冷线上进行自然冷却，直至集卷温度为460±10℃，再将钛散卷送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，即可获得钛合金盘条。
经轧制后的成品Ti-0.3Mo-0.8Ni合金盘条轧制过程中无堆料、卡料等故障，且成品表面质量好，尺寸精度高，表面缺陷较少，可直接进行应用或进行后续加工。
实施例3
一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，具体步骤如下：
（1）本实施例材料为Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si钛合金，先将铣面后规格为150х150х4000的Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si钛合金坯料装台车式钛坯加热电阻炉中进行下列三段式加热：第一段加热温度为650℃，保温30min；第二段加热温度为880℃，保温30min；第三段加热温度为1000℃，保温80min；
（2）将步骤（1）加热后的Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si钛合金热坯料进行6道次粗轧、6道次中轧和6道次预精轧，粗轧温度控制在760±10℃，轧制速度为10m/s；中轧和预精轧温度控制在790±10℃，轧制速度为10m/s；开轧温度控制在850℃以上，粗轧后切除头部不规则部分，中轧和预精轧后切除头部和尾部不规则部分；
（3）采用精轧机组对步骤（2）的轧件进行5道次轧制，轧制温度控制在750℃±10℃，轧制速度控制在60m/s；
（4）采用吐丝机对步骤（5）精轧后的Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si钛合金轧件吐成钛散卷，控制吐丝温度为950±10℃；
（5）将步骤（4）的钛散卷在空冷线上进行自然冷却，直至集卷温度为500±20℃，再将钛散卷送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，即获得钛合金盘条。
经轧制后的成品Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si合金盘条轧制过程中无堆料、卡料等故障，且成品表面质量好，尺寸精度高，表面无缺陷，可直接进行应用或后续加工。
对比实施例1
使用传统步进式加热炉加热钛合金坯料用于生产钛合金盘条的生产方法，具体步骤如下：
（1）本实施例材料为Ti-6.0Al-4.0V钛合金，先将修磨后规格为150*150*4500的Ti-6.0Al-4.0V钛合金坯料装进步进式加热炉中进行三段式加热，第一段加热温度为680℃，保温30min，第二段加热温度为910℃，保温30min，第三段加热温度为1050℃，保温60min。
（2）将加热后的Ti-6.0Al-4.0V钛合金热坯料进行6道次粗轧6道次中轧和6道次预精轧。初轧制温度控制在960±10℃，轧制速度为0-10m/s；中轧和预精轧温度控制在790±10℃，轧制速度为0-40m/s；开轧温度必须控制在700℃以上，对粗轧后的轧件头部进行飞剪切除，中轧和预精轧头尾部不规则部分进行切除。
（3）采用精轧机组对轧件进行5道次精轧，轧制温度控制在760℃±10℃，轧制速度控制在60m/s。
（4）采用吐丝机对精轧后的Ti-6.0Al-4.0V钛合金轧件吐成钛圈（散卷），吐丝温度为800±10℃。
（5）将吐好的钛圈（散卷）在空冷线上进行自然冷却，集卷温度为600±20℃，再将钛圈（散卷）传送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，即可获得Ti-6.0Al-4.0V钛合金盘条。
发明人发现用此种方法生产的钛合金盘条在轧制过程中产生堆料、卡料等故障，严重影响后续正常的生产秩序，产生废料极大的降低了产品成材率，增加生产成本。
Claims (4)
1.一种高效轧制钛合金盘条的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1）加热钛合金坯料至800-1000℃，保温120-210min；
2）将步骤1）加热的钛合金坯料进行6道次粗轧、6道次中轧和6道次预精轧，控制轧制温度为780-980℃，轧制速度为1-40m/s；
3）对步骤2）的轧件进行5道次精轧，控制轧制温度为700-950℃，轧制速度为40-120m/s；
4）将步骤3）精轧的轧料吐成钛散卷，控制吐料温度为600-850℃；
5）将步骤4）吐出的钛散卷进行自然冷却至集卷温度为450-550℃，再将钛散卷送至集卷筒进行集卷后空冷至室温，得钛合金盘条。
2.根据权利要求1所述高效轧制钛合金盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤1）的加热是在电加热炉中完成的，该电加热炉为台车式钛坯加热电阻炉，且加热方式采用下列三段式加热法：第一段加热至550-700℃，保温20-50min；第二段加热至700-890℃，保温20-50min；第三段加热至890-1000℃，保温50-90min。
3.根据权利要求1所述高效轧制钛合金盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中粗轧温度控制在930±10℃，轧制速度为1-10m/s，中轧和预精轧温度控制在740±10℃，轧制速度为1-40m/s，开轧温度控制在700℃以上，粗轧后切除头部不规则部分，中轧和预精轧后切除头部和尾部不规则部分。
4.根据权利要求1所述高效轧制钛合金盘条的生产方法，其特征在于：所述步骤5）中生产的钛合金盘条直径为7～15mm。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210622 |
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