CN115874129B - 一种板式换热器用钛带卷的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种板式换热器用钛带卷的制备方法，包括步骤S1、将预处理后的钛板坯进行加热；步骤S2、将加热后的钛板坯进行热连轧处理；步骤S3、将所述热轧钛带卷成卷冷却至80℃以内，再进行首次退火处理获得退火态钛带卷；步骤S4、将所述退火态钛带卷进行抛丸酸洗处理；步骤S5、将所述酸洗钛带卷进行多道次冷轧处理，获得冷轧态钛带卷；步骤S6、将所述冷轧态钛带卷经脱脂处理、二次退火处理及后处理后，获得目标产品。本发明用于改善目标产品的各向异性，减小目标产品的横纵向性能差，且缩短生产周期。

Description

一种板式换热器用钛带卷的制备方法

技术领域

本发明涉及钛材加工技术领域，具体涉及一种板式换热器用钛带卷的制备方法。

背景技术

目前，业内多在板式换热器中使用钛带卷，主要是考虑到钛带卷具有耐腐蚀性好、传热效率高、比重小和强度高等特点。然而，在实际应用中，业内技术人员除希望材料有良好的塑性外，也希望板式换热器用钛带卷能够改善各向异性和减小横纵向性能差，实现产品使用性能提升。

然而，现有的板式换热器用钛带卷的制备方法多是将原料和成品均选用相变点以下100-200℃退火，使得所制备的钛带卷各向异性差，且横纵向性能差值大。

另外，现有的板式换热器用钛带卷的制备方法在抛丸酸洗处理时，采用的洗损量较小，使得生产周期长，经济效率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种板式换热器用钛带卷的制备方法，用于改善目标产品的各向异性，减小目标产品的横纵向性能差，且缩短生产周期。其具体技术方案如下：

一种板式换热器用钛带卷的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、将预处理后的钛板坯进行加热；

步骤S2、将加热后的钛板坯进行热连轧处理，获得厚度为：目标产品厚度/0.2-目标产品厚度/0.15的热轧钛带卷；

步骤S3、将所述热轧钛带卷成卷冷却至80℃以内，再进行首次退火处理获得退火态钛带卷；所述首次退火处理采用的退火温度为T_β±10℃，退火时间≥10min；

步骤S4、将所述退火态钛带卷进行抛丸酸洗处理，获得洗损量大于2.5%的酸洗钛带卷；

步骤S5、将所述酸洗钛带卷进行多道次冷轧处理，获得冷轧态钛带卷；所述冷轧处理采用的工艺参数为轧制速度小于400m/min，单道次压下率小于20%，且后三道次总压下率不大于15%，单位张力不大于200Mpa；

步骤S6、将所述冷轧态钛带卷经脱脂处理、二次退火处理及后处理后，获得目标产品；所述二次退火处理采用的退火温度为（T_再+60）-（T_再+100）℃，退火时间为8-12h，随炉冷却至炉温不高于100℃，破空。

可选的，在步骤S3中，所述T_β为所述钛板坯的β相变点温度，所述T_β的温度范围为885-895℃。

可选的，在步骤S5中，所述多道次冷轧处理采用的道次次数为11-15道次。

可选的，在步骤S6中，所述T_再为所述钛板坯的再结晶温度，所述T_再的温度范围为480-540℃。

可选的，在步骤S6中，在所述二次退火处理过程中采用氩气保护。

可选的，在步骤S6中，所述后处理是对所述二次退火处理后的钛带卷进行矫直处理和按尺寸要求进行分切处理。

可选的，在步骤S1中，所述加热采用的加热温度为850-900℃，加热时间为4-6h。

可选的，在步骤S1中，所述预处理包括对所述钛板坯进行倒角处理和抛光处理；所述钛板坯经倒角处理后的倒角为45°×15mm；所述钛板坯经抛光处理后的粗糙度不大于25μm；

所述钛板坯为工业纯钛TA1板坯。

可选的，在步骤S2中，所述热连轧处理采用的终轧温度不小于600℃。

可选的，在步骤S4中，所述洗损量为所述退火态钛带卷酸洗前、后的质量差与所述退火态钛带卷酸洗前的质量的比值。

应用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：

本发明中所述板式换热器用钛带卷的制备方法，通过组合使用步骤S1-S6，能够破碎钛板坯中的粗大铸态组织，并能够改善目标产品的各向异性，减小目标产品的横纵向性能差，提高目标产品的塑性和IE值（即杯突值）。具体的，本发明采用步骤S1处理钛板坯后，使得钛板坯处于较高温度，降低钛带卷在热加工过程中的抗力变形；采用步骤S2热连轧处理能够使得钛板坯充分变形，破碎钛板坯中的铸态粗大组织；采用步骤S3首次退火处理改善目标产品的各向异性，且便于提高目标产品的IE值；采用步骤S4控制洗损量大于2.5%，便于缩短生产周期；采用步骤S5多道次冷轧处理有利于使得冷轧态钛带卷均匀变形，尺寸和板形良好；采用步骤S6的脱脂处理便于除去钛带卷表面残油；采用步骤S6的二次退火处理能够充分与前期处理的效果想匹配，组合提高目标产品的塑性，降低目标产品在多道次冷轧处理的强度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种板式换热器用钛带卷的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、将预处理后的钛板坯（厚度200×宽度1000×长度6000mm）在加热炉中进行加热；

步骤S2、将加热后的钛板坯在热连轧设备中进行热连轧处理，获得厚度为目标产品1厚度/0.2的热轧钛带卷；

步骤S3、将所述热轧钛带卷成卷冷却至60℃，再经大气连续退火炉进行首次退火处理获得退火态钛带卷；所述首次退火处理采用的退火温度为T_β+10℃，退火时间为15min；

步骤S4、将所述退火态钛带卷进行抛丸酸洗（采用的酸具体为硝酸和氢氟酸，并按常规方式使用）处理，获得洗损量为2.6%的酸洗钛带卷；

步骤S5、将所述酸洗钛带卷进行多道次冷轧处理，获得冷轧态钛带卷；所述冷轧处理采用的工艺参数为轧制速度小于400m/min，单道次压下率小于20%，且后三道次总压下率不大于15%，单位张力140-180Mpa；

步骤S6、将所述冷轧态钛带卷经脱脂处理（便于除去钛带卷表面残油）、二次退火处理及后处理后，获得厚度为0.6mm的目标产品1；所述二次退火处理采用的退火温度为（T_再+100）℃，退火时间为10h，随炉冷却至炉温80℃，破空。

在步骤S3中，所述T_β为所述钛板坯的β相变点温度，所述T_β的温度为885℃。

在步骤S5中，所述多道次冷轧处理采用的道次次数为12道次。在所述多道次冷轧处理中前9道次总压下率为65%，且后三道次总压下率为15%。

在步骤S6中，所述T_再为所述钛板坯的再结晶温度，所述T_再的温度为500℃。

在步骤S6中，在所述二次退火处理过程中采用氩气保护，防止在高温状态下钛材的氧化（因为钛材在200℃以上就会逐步加速与空气中氧气的作用，呈现出黄色-金黄-蓝色-紫色-黑色-白色的各种氧化状态，氧化层硬而脆，容易在变形过程中出现裂纹，严重影响材料的塑性）。在进行所述二次退火处理之前，将脱脂后的钛带卷成卷、翻卷至立式（卷眼朝天，防止在退火过程中出现塌卷现象），吊运至卷式退火炉进行所述二次退火处理。

在步骤S6中，所述后处理是对所述二次退火处理后的钛带卷进行矫直处理和按尺寸要求进行分切处理。

在步骤S1中，所述加热采用的加热温度为860℃，加热时间为5h。

在步骤S1中，所述预处理包括对所述钛板坯进行倒角处理和抛光处理；所述钛板坯经倒角处理后的倒角为45°×15mm；所述钛板坯经抛光处理后的粗糙度18μm，且表面光洁；

所述钛板坯为工业纯钛TA1板坯。

在步骤S2中，所述热连轧处理采用的终轧温度为620℃。

在步骤S4中，所述洗损量为所述退火态钛带卷酸洗前、后的质量差与所述退火态钛带卷酸洗前的质量的比值。

实施例2：

一种板式换热器用钛带卷的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、将预处理后的钛板坯（厚度220×宽度1200×长度6000mm）在加热炉中进行加热；

步骤S2、将加热后的钛板坯在热连轧设备中进行热连轧处理，获得厚度为目标产品2厚度/0.2的热轧钛带卷；

步骤S3、将所述热轧钛带卷成卷冷却至60℃，再经大气连续退火炉进行首次退火处理获得退火态钛带卷；所述首次退火处理采用的退火温度为T_β+10℃，退火时间为17min；

步骤S4、将所述退火态钛带卷进行抛丸酸洗处理，获得洗损量为2.9%的酸洗钛带卷；

步骤S5、将所述酸洗钛带卷进行多道次冷轧处理，获得冷轧态钛带卷；所述冷轧处理采用的工艺参数为轧制速度为118m/min，单道次压下率小于20%，且后三道次总压下率不大于15%，单位张力130-160Mpa；

步骤S6、将所述冷轧态钛带卷经脱脂处理（便于除去钛带卷表面残油）、二次退火处理及后处理后，获得厚度为0.7mm的目标产品2；所述二次退火处理采用的退火温度为（T_再+100）℃，退火时间为10h，随炉冷却至炉温85℃，破空。

在步骤S3中，所述T_β为所述钛板坯的β相变点温度，所述T_β的温度为890℃。

在步骤S5中，所述多道次冷轧处理采用的道次次数为12道次。在所述多道次冷轧处理中前9道次总压下率为66.5%，且后三道次总压下率为13.5%。

在步骤S6中，所述T_再为所述钛板坯的再结晶温度，所述T_再的温度为520℃。

在步骤S6中，在所述二次退火处理过程中采用氩气保护。在进行所述二次退火处理之前，将脱脂后的钛带卷成卷、翻卷至立式（卷眼朝天），吊运至卷式退火炉进行所述二次退火处理。

在步骤S6中，所述后处理是对所述二次退火处理后的钛带卷进行矫直处理和按尺寸要求进行分切处理。

在步骤S1中，所述加热采用的加热温度为870℃，加热时间为5h。

在步骤S1中，所述预处理包括对所述钛板坯进行倒角处理和抛光处理；所述钛板坯经倒角处理后的倒角为45°×15mm；所述钛板坯经抛光处理后的粗糙度19μm，且表面光洁；

所述钛板坯为工业纯钛TA1板坯。

在步骤S2中，所述热连轧处理采用的终轧温度为600℃。

在步骤S4中，所述洗损量为所述退火态钛带卷酸洗前、后的质量差与所述退火态钛带卷酸洗前的质量的比值。

对比例1：

采用常规工艺制备一种板式换热器用钛带卷（记为目标产品3），具体制备方法如下：

步骤A1、将倒角为45°×15mm、表面光洁且粗糙度为19μm的工业纯钛TA1板坯（厚度200×宽度1200×长度6000mm）运送至加热炉中加热，采用的加热温度为870℃，加热时间为5h；

步骤A2、使用热连轧设备对加热后的工业纯钛TA1板坯进行轧制，终轧温度为550℃，获得轧制厚度为3.0mm的钛带卷；

步骤A3、将轧制下线的钛带卷成卷冷却至60℃，再将钛带卷经大气连续退火炉进行退火处理，退火工艺温度选择为：750℃进行，保温时间15min；

步骤A4、将退火后的钛带卷进行抛丸酸洗，控制洗损量为1.8%；

步骤A5、将酸洗后的钛带卷进行冷轧至厚度为1.5mm；所述冷轧选用8道次完成；所述冷轧的轧制平均速度为120m/min，总压下率为50%；

步骤A6、将冷轧下线的钛带卷进行脱脂，除去表面残油；

步骤A7、将钛带卷经大气连续退火炉进行退火，退火工艺温度选择为：750℃进行，保温时间15min；

步骤A8、将退火后的钛带卷进行抛丸酸洗，控制洗损量为1.9%；

步骤A9、将酸洗后的钛带卷再进行冷轧至0.6mm厚度；所述冷轧选用8道次完成；所述冷轧的轧制平均速度为120m/min，总压下率为60%；

步骤A10、将冷轧下线的钛带卷进行脱脂，除去表面残油；

步骤A11、将脱脂后的钛带卷成卷、翻卷至立式（卷眼朝天），吊运至卷式退火炉进行退火，退火过程需采用氩气保护，成品退火温度为720℃，保温10h，随炉冷却至炉温85℃，破空；

步骤A12、将出炉钛带卷进行矫直，按客户要求定尺分切，即得目标产品3。

对比例2：

采用常规工艺制备另一种板式换热器用钛带卷（记为目标产品4），具体制备方法如下：

步骤A1、将倒角为45°×15mm、表面光洁且粗糙度为17μm的工业纯钛TA1板坯（厚度200×宽度1200×长度6000mm）运送至加热炉中加热，采用的加热温度为870℃，加热时间为5h；

步骤A2、使用热连轧设备对加热处理后的工业纯钛TA1板坯进行轧制，终轧温度为640℃，获得轧制厚度为3.5mm的钛带卷；

步骤A3、将轧制下线的钛带卷成卷冷却至65℃，再将钛带卷经大气连续退火炉进行退火处理，退火工艺温度选择为：730℃进行，保温时间20min；

步骤A4、将退火后的钛带卷进行抛丸酸洗，控制洗损量为1.6%；

步骤A5、将酸洗后的钛带卷进行冷轧至厚度为1.8mm；所述冷轧选用8道次完成；所述冷轧的轧制平均速度为120m/min，总压下率为48.6%；

步骤A6、将冷轧下线的钛带卷进行脱脂，除去表面残油；

步骤A7、将钛带卷经大气连续退火炉进行退火，退火工艺温度选择为：730℃进行，保温时间20min；

步骤A8、将退火后的钛带卷进行抛丸酸洗，控制洗损量为1.8%；

步骤A9、将酸洗后的钛带卷再进行冷轧至0.6mm厚度；所述冷轧选用8道次完成；所述冷轧的轧制平均速度为110m/min，总压下率为66.7%；

步骤A10、将冷轧下线的钛带卷进行脱脂，除去表面残油；

步骤A11、将脱脂后的钛带卷成卷、翻卷至立式（卷眼朝天），吊运至卷式退火炉进行退火，退火过程需采用氩气保护，成品退火温度为700℃，保温10h，随炉冷却至炉温85℃，破空；

步骤A12、将出炉钛带卷进行矫直，按客户要求定尺分切，即得目标产品4。

对比例3：

与实施例2不同的是，在步骤S6中，所述二次退火处理采用的退火温度为（T_再+30）℃，其他不变。由对比例3制得目标产品5。

将对实施例1-2和对比例3中的由步骤S2获得的热轧钛带卷以及对比例1-2中的由步骤A2获得的钛带卷进行热卷性能测试；将实施例1-2和对比例1-3所制备的目标产品1-5均进行成品性能、成品屈服强度、延伸率和杯突值IE测试，测试结果参见表1。其中，热卷性能、成品性能、成品屈服强度和延伸率采用的测试标准均为ASTM E8；杯突值IE采用的测试标准为GB/T 4156。

在表1中，Rm纵表示被测物（具体为目标产品或热卷）纵向的抗拉强度；Rm横表示被测物横向的抗拉强度；Rp0.2纵表示被测物纵向的屈服强度；Rp0.2横表示被测物横向的屈服强度；A纵表示被测物纵向的延伸率；A横表示被测物横向的延伸率；成品屈服强度Rp0.2横纵向差值为Rp0.2横与Rp0.2纵的差值；成品延伸率A横纵向差值为A横与A纵的差值。

表1 目标产品1-5性能测试结果

由表1数据知：

相比于对比例1-2，本发明在实施例1-2中采用步骤S3较高的首次退火温度、采用步骤S5较高的多道次冷轧总压下率以及采用步骤S6较低的二次退火温度组合使用，能够确保所制得的目标产品1-2具有较优的热卷性能和成品性能；同时，还能够降低目标产品1-2的成品屈服强度Rp0.2横纵向差值和成品延伸率A横纵向差值，从而改善目标产品1-2的各向异性，减小目标产品1-2的横纵向性能差；再者，还能够提高目标产品1-2的杯突值。

另外，本发明在实施例1-2中采用步骤S4较高的洗损量，便于缩短生产周期，提高经济效率。

相比于对比例3，本发明在实施例1-2中采用步骤S6较高的二次退火温度，能够提高目标产品1-2的杯突值和成品塑性。

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 (9)

1.一种板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：

步骤S1、将预处理后的钛板坯进行加热；

步骤S2、将加热后的钛板坯进行热连轧处理，获得厚度为：目标产品厚度/0.2-目标产品厚度/0.15的热轧钛带卷；

步骤S3、将所述热轧钛带卷成卷冷却至80℃以内，再进行首次退火处理获得退火态钛带卷；所述首次退火处理采用的退火温度为T_β±10℃，退火时间≥10min；所述T_β为所述钛板坯的β相变点温度；

步骤S4、将所述退火态钛带卷进行抛丸酸洗处理，获得洗损量大于2.5%的酸洗钛带卷；

步骤S5、将所述酸洗钛带卷进行多道次冷轧处理，获得冷轧态钛带卷；所述冷轧处理采用的工艺参数为轧制速度小于400m/min，单道次压下率小于20%，且后三道次总压下率不大于15%，单位张力不大于200Mpa；在步骤S5中，所述多道次冷轧处理采用的道次次数为11-15道次；

步骤S6、将所述冷轧态钛带卷经脱脂处理、二次退火处理及后处理后，获得目标产品；所述二次退火处理采用的退火温度为（T_再+60）-（T_再+100）℃，退火时间为8-12h，随炉冷却至炉温不高于100℃，破空；所述T_再为所述钛板坯的再结晶温度；

所述钛板坯为工业纯钛TA1板坯。

2.根据权利要求1所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述T_β的温度范围为885-895℃。

3.根据权利要求1所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S6中，所述T_再的温度范围为480-540℃。

4.根据权利要求1所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S6中，在所述二次退火处理过程中采用氩气保护。

5.根据权利要求1所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S6中，所述后处理是对所述二次退火处理后的钛带卷进行矫直处理和按尺寸要求进行分切处理。

6.根据权利要求1-5任一项所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述加热采用的加热温度为850-900℃，加热时间为4-6h。

7.根据权利要求6所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述预处理包括对所述钛板坯进行倒角处理和抛光处理；所述钛板坯经倒角处理后的倒角为45°×15mm；所述钛板坯经抛光处理后的粗糙度不大于25μm。

8.根据权利要求6所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述热连轧处理采用的终轧温度不小于600℃。

9.根据权利要求6所述的板式换热器用钛带卷的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述洗损量为所述退火态钛带卷酸洗前、后的质量差与所述退火态钛带卷酸洗前的质量的比值。