專利名稱：一種寬幅純鈦卷材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬幅純鈦卷材的制備方法。
背景技術(shù)：
純鈦卷材廣泛用于航空、航天、核電站、化工、建筑等領(lǐng)域，其產(chǎn)品包括熱換熱器用薄鈦板、復(fù)合板用鈦板、焊管用鈦板、建筑用鈦板等。目前國(guó)內(nèi)已建成若干套鈦管焊接生產(chǎn)線，但生產(chǎn)鈦管的上游產(chǎn)品純鈦卷材卻主要依賴從國(guó)外進(jìn)口。國(guó)外進(jìn)口的純鈦卷材原材料的價(jià)格水平幾乎與國(guó)內(nèi)鈦焊管成品的價(jià)格相當(dāng)，這使得整個(gè)國(guó)內(nèi)鈦焊管市場(chǎng)發(fā)展緩慢，得不到大規(guī)模推廣應(yīng)用。如何生產(chǎn)出滿足使用要求的純鈦卷材成為整個(gè)鈦加工行業(yè)迫切需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種寬幅純鈦卷材的制備方法。該方法制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便易行，無(wú)需特殊設(shè)備或先進(jìn)設(shè)備，僅采用常規(guī)的1780mm六輥可逆冷軋機(jī)即可實(shí)現(xiàn)寬幅純鈦卷材的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。采用該方法制備的厚度為O. 5mm 3. Omm,寬度為IOOOmm 1500mm的寬幅純鈦卷材,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)純鈦卷材產(chǎn)品的空白，打破了國(guó)外純鈦卷材產(chǎn)品的技術(shù)封鎖，縮短了與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距，有力地推動(dòng)了純鈦材料的發(fā)展。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將厚度為1_ 5mm,寬度為1000mm 1560mm,長(zhǎng)度為9000mm IOOOOmm
的純鈦板坯進(jìn)行大氣退火處理，隨爐冷卻后酸洗去除表面氧化皮；步驟二、采用等離子焊機(jī)將10 20張步驟一中酸洗后的純鈦板坯進(jìn)行等離子焊接，得到寬度為IOOOmm 1560mm，長(zhǎng)度為90m 200m的純鈦焊接板坯，然后采用收卷機(jī)將所述純鈦焊接板坯收卷，得到純鈦卷坯；步驟三、采用1780mm六輥可逆式冷軋機(jī)對(duì)步驟二中所述純鈦卷坯進(jìn)行軋制，并在軋制過(guò)程中采用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的液壓AGC系統(tǒng)對(duì)純鈦卷坯的厚度進(jìn)行精確控制，得到厚度為O. 5mm 3. Omm,寬度為1000_ 1560_的純鈦軋制卷還；所述軋制的道次變形率為1% 10%，所述軋制的總變形率為40% 50% ；步驟四、將步驟三中所述純鈦軋制卷坯依次進(jìn)行除油處理、真空退火處理、校平處理和成品剪切處理，得到厚度為O. 5mm 3. Omm,寬度為IOOOmm 1500mm的寬幅純鈦卷材。上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述大氣退火處理的溫度為650°C 680°C，大氣退火處理的時(shí)間為IOmin 20min。上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟二中所述等離子焊接的電流為160A 250A,等離子焊接的速度為300mm/min 350mm/min。
上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中軋制之前根據(jù)以下公式預(yù)先設(shè)置所述冷軋機(jī)中間輥的竄輥量竄輥量=土(1560-純鈦卷坯的寬度)/2 ;其中竄棍量的單位為mm,純鈦卷還寬度的單位為mm。上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制的速度為40m/min 60m/mino上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制過(guò)程中采用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的自動(dòng)糾偏裝置消除鐮刀彎現(xiàn)象，具體過(guò)程為當(dāng)操作側(cè)每出現(xiàn)lmm/m的鐮刀彎，將操作側(cè)的軋制壓力增大3噸 8噸，直至操作側(cè)的鐮刀彎現(xiàn)象完全消除為止；當(dāng)傳動(dòng)側(cè)每出現(xiàn)lmm/m的鐮刀彎，將傳動(dòng)側(cè)的軋制壓力增大3噸 8噸，直至傳動(dòng)側(cè)的鐮刀彎現(xiàn)象完全消除為止。上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制過(guò)程中采用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的液壓彎輥裝置通過(guò)增大或減小工作輥彎輥力的方法消除中浪或邊浪，具體過(guò)程為當(dāng)出現(xiàn)中浪時(shí)，且中浪的翹曲度每增加lmm/m，將工作輥的彎輥力減小I噸 3噸，直至中浪完全消除為止；當(dāng)出現(xiàn)邊浪時(shí)，且邊浪的翹曲度每增加lmm/m，將工作輥的彎輥力增大I噸 3噸，直至邊浪完全消除為止。上述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述真空退火處理的具體過(guò)程為將所述純鈦軋制卷坯置于真空退火爐中，先升溫至450°C 550°C后保溫4h 6h，再升溫至650°C 700°C后保溫5h 9h ;所述升溫的速率為I 5°C /min，真空度不大于IX l(T2Pa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便易行，無(wú)需特殊設(shè)備或先進(jìn)設(shè)備，僅利用現(xiàn)有板材生產(chǎn)用1780mm六輥可逆冷軋機(jī)即可實(shí)現(xiàn)寬幅純鈦卷材的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。2、米用本發(fā)明能夠制備厚度為O. 5mm 3. Omm,寬度為IOOOmm 1500mm的寬幅純鈦卷材，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)純鈦卷材產(chǎn)品的空白，打破了國(guó)外純鈦卷材產(chǎn)品的技術(shù)封鎖，縮短了與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距，有力地推動(dòng)了純鈦材料的發(fā)展。3、本發(fā)明預(yù)先根據(jù)純鈦卷坯的寬度設(shè)定中間輥的竄輥量，以克服傳統(tǒng)板型控制中的“1/4浪”現(xiàn)象，而且采用增大或減小彎輥力的方法進(jìn)行中浪和邊浪的改善，并通過(guò)1780mm六輥可逆冷軋機(jī)的自動(dòng)糾偏功能調(diào)整軋制壓力，以消除鐮刀彎現(xiàn)象；另外，本發(fā)明采用液壓AGC系統(tǒng)精確控制板厚，使得純鈦卷材的厚度公差以及同板差達(dá)到較高水平，最終獲得表面質(zhì)量良好、性能優(yōu)異的純鈦卷材。4、本發(fā)明利用真空退火爐實(shí)現(xiàn)純鈦卷材的真空退火處理，使得鈦合金卷材的內(nèi)外溫度控制在±10°c范圍內(nèi)，保證了純鈦卷材退火處理的均勻性。5、本發(fā)明采用等離子無(wú)縫焊接技術(shù)進(jìn)行純鈦板坯的焊接，并通過(guò)控制焊接工藝參數(shù)，使得焊縫質(zhì)量?jī)?yōu)良，完全能夠滿足后續(xù)的處理要求和使用要求。6、采用本發(fā)明制備的寬幅純鈦卷材的機(jī)械性能優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足ASTMB265-2005標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I本實(shí)施例的寬幅純鈦卷材的制備方法包括以下步驟步驟一、將厚度為5mm，寬度為1560mm，長(zhǎng)度為IOm的TAl純鈦板坯進(jìn)行大氣退火處理，隨爐冷卻后酸洗去除表面氧化皮；所述大氣退火處理的溫度為650°C，大氣退火處理的時(shí)間為15min ；步驟二、采用等離子焊機(jī)對(duì)20張步驟一中酸洗后的純鈦板坯進(jìn)行等離子焊接，得到寬度為1560mm，長(zhǎng)度為200m的純鈦焊接板坯，然后采用收卷機(jī)將所述純鈦焊接板坯收卷，得到純鈦卷還；所述等離子焊接的電流為185A,等離子焊接的速度為330mm/min ；步驟三、采用安泰科技股份有限公司生產(chǎn)的1780mm六輥可逆式冷軋機(jī)對(duì)步驟二中所述純鈦卷坯進(jìn)行16道次軋制，軋制之前根據(jù)公式竄輥量=(1560-純鈦卷坯的寬度)/2，設(shè)置軋機(jī)中間輥的竄輥量為0，并在軋制過(guò)程中利用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的液壓AGC系統(tǒng)對(duì)純鈦卷坯的厚度進(jìn)行精確控制，利用自動(dòng)糾偏裝置消除鐮刀彎現(xiàn)象，利用液壓彎輥裝置消除中浪或邊浪，軋制的道次變形率分別為2. 5%，2. 5%，5. 7%，5. 6%，4. 8%，4. 4%，3. 6%，
3.3%，3. 2%，3. 1%，2. 9%，2. 7%，2. 2%，I. 5%，I. 2%，I. 0%，軋制的總變形率為 40%,軋制的速度為40m/min，在進(jìn)行第5道次軋制時(shí)，操作側(cè)出現(xiàn)2mm/m的鐮刀彎，將操作側(cè)的軋制壓力增大6噸后鐮刀彎得以消除；在進(jìn)行第8道次軋制時(shí)，出現(xiàn)lmm/m的邊浪，將工作輥彎輥力增大3噸后邊浪得以消除；最終得到厚度為3. Omm,寬度為1560mm的純鈦軋制卷坯；步驟四、將步驟三中所述純鈦軋制卷坯依次進(jìn)行除油處理、真空退火處理、校平處理和成品剪切處理，得到厚度為3. Omm,寬度為1500mm的寬幅純鈦卷材；所述真空退火處理的具體過(guò)程為將所述純鈦軋制卷坯裝入真空退火爐中，先升溫至溫度為500°C保溫4h，然后繼續(xù)升溫到工藝要求溫度680°C保溫6h，升溫速率為5°C /min，真空度不大于lX10_2Pa。由表I可知，采用本實(shí)施例制備的寬幅純鈦卷材的機(jī)械性能優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到ASTM B265-2005標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)施例2本實(shí)施例的寬幅純鈦卷材的制備方法包括以下步驟步驟一、將厚度為2mm，寬度為1400mm，長(zhǎng)度為9. 5m的TA2純鈦板坯進(jìn)行大氣退火處理，隨爐冷卻后酸洗去除表面氧化皮；所述大氣退火處理的溫度為680°C，大氣退火處理的時(shí)間為IOmin ；步驟二、采用等離子焊機(jī)對(duì)14張步驟一中酸洗后的純鈦板坯進(jìn)行等離子焊接，得到寬度為1400mm，長(zhǎng)度為133m的純鈦焊接板坯，然后采用收卷機(jī)將所述純鈦焊接板坯收卷，得到純鈦卷還；所述等離子焊接的電流為160A,等離子焊接的速度為300mm/min ；
本實(shí)施例的寬幅純鈦卷材的機(jī)械性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表I。
表I本發(fā)明實(shí)施例I的寬幅純鈦卷材的機(jī)械性能數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將厚度為1_ 5mm,寬度為1000mm 1560mm,長(zhǎng)度為9000mm IOOOOmm的純鈦板坯進(jìn)行大氣退火處理，隨爐冷卻后酸洗去除表面氧化皮；步驟二、采用等離子焊機(jī)將10 20張步驟一中酸洗后的純鈦板坯進(jìn)行等離子焊接，得到寬度為IOOOmm 1560mm，長(zhǎng)度為90m 200m的純鈦焊接板坯，然后采用收卷機(jī)將所述純鈦焊接板坯收卷，得到純鈦卷坯；步驟三、采用1780mm六輥可逆式冷軋機(jī)對(duì)步驟二中所述純鈦卷坯進(jìn)行軋制，并在軋制過(guò)程中采用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的液壓AGC系統(tǒng)對(duì)純鈦卷坯的厚度進(jìn)行精確控制，得到厚度為O. 5mm 3. Omm,寬度為IOOOmm 1560mm的純鈦軋制卷還；所述軋制的道次變形率為1% 10%，所述軋制的總變形率為40% 50% ；步驟四、將步驟三中所述純鈦軋制卷坯依次進(jìn)行除油處理、真空退火處理、校平處理和成品剪切處理，得到厚度為O. 5mm 3. Omm,寬度為IOOOmm 1500mm的寬幅純鈦卷材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述大氣退火處理的溫度為650°C 680°C，大氣退火處理的時(shí)間為IOmin 20min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟二中所述等離子焊接的電流為160A 250A,等離子焊接的速度為300mm/min 350mm/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中軋制之前根據(jù)以下公式預(yù)先設(shè)置所述冷軋機(jī)中間輥的竄輥量竄輥量=土( 1560-純鈦卷坯的寬度)/2 ;其中竄棍量的單位為mm,純鈦卷還寬度的單位為mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制的速度為40m/min 60m/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制過(guò)程中采用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的自動(dòng)糾偏裝置消除鐮刀彎現(xiàn)象，具體過(guò)程為當(dāng)操作側(cè)每出現(xiàn)lmm/m的鐮刀彎，將操作側(cè)的軋制壓力增大3噸 8噸，直至操作側(cè)的鐮刀彎現(xiàn)象完全消除為止；當(dāng)傳動(dòng)側(cè)每出現(xiàn)lmm/m的鐮刀彎，將傳動(dòng)側(cè)的軋制壓力增大3噸 8噸，直至傳動(dòng)側(cè)的鐮刀彎現(xiàn)象完全消除為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述軋制過(guò)程中采用設(shè)置于所述冷軋機(jī)上的液壓彎輥裝置通過(guò)增大或減小工作輥彎輥力的方法消除中浪或邊浪，具體過(guò)程為當(dāng)出現(xiàn)中浪時(shí)，且中浪的翹曲度每增加lmm/m，將工作輥的彎輥力減小I噸 3噸，直至中浪完全消除為止；當(dāng)出現(xiàn)邊浪時(shí)，且邊浪的翹曲度每增加lmm/m，將工作輥的彎輥力增大I噸 3噸，直至邊浪完全消除為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種寬幅純鈦卷材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述真空退火處理的具體過(guò)程為將所述純鈦軋制卷坯置于真空退火爐中，先升溫至450°C 550°C后保溫4h 6h，再升溫至650°C 700°C后保溫5h 9h ;所述升溫的速率為I 50C /min，真空度不大于lXl(T2Pa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種寬幅純鈦卷材的制備方法，包括以下步驟一、將一定規(guī)格的純鈦板坯大氣退火后進(jìn)行酸洗；二、將10～20張酸洗后的純鈦板坯焊接成卷，得到純鈦卷坯；三、采用1780mm六輥可逆式冷軋機(jī)對(duì)純鈦卷坯進(jìn)行軋制，得到純鈦軋制卷坯；四、將純鈦軋制卷坯依次進(jìn)行除油、退火、校平和剪切，得到厚度為0.5～3.0mm，寬度為1000～1500mm的寬幅純鈦卷材。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便易行，無(wú)需特殊設(shè)備或復(fù)雜設(shè)備，采用常規(guī)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明制備的寬幅純鈦卷材填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)純鈦卷材產(chǎn)品的空白，打破了國(guó)外純鈦卷材產(chǎn)品的技術(shù)封鎖，縮短了與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距，有力地推動(dòng)了純鈦材料的發(fā)展。
文檔編號(hào)B21B1/36GK102909236SQ20121045534
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者戴毅, 李輝, 呂利強(qiáng), 吳曉東, 王興, 劉宇明, 邢義勝, 趙福軍, 宋建華, 周高玉, 侯高潔, 王娟, 王軍剛, 舒瀅, 張清, 楊建朝 申請(qǐng)人:西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司