純鈦帶材在線軟化退火處理系統(tǒng)的一些實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0028] 如圖1所示，一些實施例中，工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)包括：乳機， 工業(yè)純鈦帶材7,高能脈沖電源4。
[0029] 軋機包括：第一支撐輥1，軋輥2,第二支撐輥3,開卷裝置5,收卷裝置6。開卷裝 置5位于乳棍2的輸入側(cè)，收卷裝置6位于乳棍2的輸出側(cè)。第一支撐棍1和第二支撐棍 3對應(yīng)設(shè)置在開卷裝置5與軋輥2之間、以及軋輥2與收卷裝置6之間，用于支撐工業(yè)純鈦 帶材。第一支撐輥1和軋輥2同時還作為電接觸裝置，乳輥2和第一支撐輥1均與軋機的 機架絕緣。
[0030] 工業(yè)純鈦帶材7被軋機的開卷裝置5、收卷裝置6及支撐輥張緊能夠朝收卷裝置6 運動，該工業(yè)純鈦帶材7與所述軋輥2緊密彈性接觸，并與所述兩個電接觸裝置（即第一支 撐輥1和軋輥2)電接觸。下文中一些地方將兩個電接觸裝置之間的工業(yè)純鈦帶材稱為加 電區(qū)域段7'。
[0031] 高能脈沖電源4的正負輸出端對應(yīng)連接第一支撐輥1和軋輥2 (即兩個電接觸 裝置），用于向第一支撐輥1和軋輥2之間的工業(yè)純鈦帶材提供頻率為60-760HZ、電壓為 10-600V、脈沖寬度為10-6000ys、電流密度的幅值為200A/mm2-6000A/mm2的高能脈沖電 流。高能脈沖電源4的功率可為5-80KW。
[0032] 處理時，旋轉(zhuǎn)的軋輥2通過摩擦力帶動工業(yè)純鈦帶材7以一定速度向收卷裝置6 方向傳輸；第一支撐棍1與乳棍2分別連接高能脈沖電源4的正、負輸出端，高能脈沖電源 4通過該第一支撐輥1和軋輥2將高能脈沖電流輸入到第一支撐輥1和軋輥2之間的運動 的工業(yè)純鈦帶材（即工業(yè)純鈦帶材的加電區(qū)域段7'），高能脈沖電流在工業(yè)純鈦帶材的加 電區(qū)域段7'產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，對該加電區(qū)域段進行高能電脈沖在線軟化退火處 理。處理后的工業(yè)純鈦帶材在室溫空氣中自然冷卻，經(jīng)第二支撐輥3由收卷裝置6收卷，無 需導(dǎo)入任何額外的冷卻介質(zhì)強制冷卻。
[0033] 其中，乳輥2和工業(yè)純鈦帶材7之間必須為緊密的彈性接觸，乳輥2不對工業(yè)純鈦 帶材7產(chǎn)生明顯的塑性變形，工業(yè)純鈦帶材7的運動速度為0. 6-160mpm，該速度可通過軋輥 2的轉(zhuǎn)動速度來調(diào)整。而軋輥2的轉(zhuǎn)動速度由控制軋輥轉(zhuǎn)動的變頻器和馬達調(diào)整控制（圖 中未畫出）。
[0034] 第一支撐輥1由一對采用銅-石墨制成的直徑為140-160_、寬度約為軋輥2寬度 的導(dǎo)電輪構(gòu)成。導(dǎo)電輪的輪面設(shè)計為槽狀，這樣在軋制加工中，導(dǎo)電輪與其上的工業(yè)純鈦帶 材形成一定的包角，能夠保證接觸良好，減少接觸電阻。兩導(dǎo)電輪中心連線的中點與軋輥2 中心連線的中點間的距離（即兩個電接觸裝置之間的距離）可在10-1800mm范圍內(nèi)調(diào)整， 該距離可根據(jù)工業(yè)純鈦帶材7的截面尺寸、狀態(tài)和軋輥2的旋轉(zhuǎn)速度來做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如工 業(yè)純鈦帶材7的截面尺寸越大、乳輥2的旋轉(zhuǎn)速度越大，則該距離相應(yīng)加長，反之亦然。導(dǎo) 電輪也可采用彌散強化銅或黃銅等導(dǎo)電性較好且耐磨的材料制成。
[0035] 在上述工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)中進一步還包括：電流采樣裝置 8、計時裝置9、溫度測量裝置10、溫度存儲分析裝置11及電流分析系統(tǒng)12。該電流采樣裝 置8連接于所述高能脈沖電源4的輸出回路，該計時裝置9連接于所述高能脈沖電源4的 輸出回路。該溫度測量裝置10和溫度存儲分析裝置11用于測量和存儲工業(yè)純鈦帶材7加 電區(qū)段7'的溫度。電流分析系統(tǒng)12與電流采樣裝置8連接，用于對采樣到的電流進行分 析。
[0036] 在上述工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)中，在軋輥2帶動工業(yè)純鈦帶材向 收卷裝置6方向傳輸時，通過第一支撐輥1和軋輥2將高能脈沖電源4輸出的高能脈沖電 流輸入到運動的工業(yè)純鈦帶材的加電區(qū)域段7'，對其進行高能電脈沖在線軟化退火處理， 處理過程處于室溫的空氣中，無需任何額外的冷卻介質(zhì)對材料進行冷卻。在工業(yè)純鈦帶 材加電區(qū)域段輸入高能脈沖電流對該區(qū)域段進行高能電脈沖在線軟化退火處理的溫度為 250°C_480°C。所述工業(yè)純鈦帶材的加電區(qū)域段長度為10_1800mm。
[0037]實驗：
[0038] 工業(yè)純鈦帶材為適當(dāng)下壓量冷軋變形后的TA2工業(yè)純鈦帶材，厚度為1. 0mm，寬度 為6. 0mm，用上述在線軟化退火處理系統(tǒng)將該鈦帶進行高能電脈沖在線軟化退火處理，并與 傳統(tǒng)熱處理進行比較。
[0039] 處理方式1 :帶材傳輸速度為6mpm，兩個電接觸裝置之間的距離為360mm。高能脈 沖電流參數(shù)為：頻率360Hz，電壓20V，脈沖寬度80ys，電流密度的幅值680A/mm2。在線軟 化退火處理后的工業(yè)純鈦帶材的顯微組織為由均勻分布的無畸變細小的a-Ti等軸新晶 粒同時伴隨著部分殘留的粗大形變組織形成的部分再結(jié)晶等軸組織，且?guī)Р谋砻鏌o氧化現(xiàn) 象。
[0040] 處理方式2 :帶材傳輸速度為6mpm，兩個電接觸裝置之間的距離為360mm。高能脈 沖電流參數(shù)為：頻率670Hz，電壓20V，脈沖寬度80ys，電流密度的幅值3600A/mm2。在線軟 化退火處理后的工業(yè)純鈦帶材的顯微組織為以細小無畸變的等軸晶粒為主的完全再結(jié)晶 等軸組織，且?guī)Р谋砻鏌o氧化現(xiàn)象。
[0041] 傳統(tǒng)熱處理參數(shù)：加熱溫度為650°C，保溫時間為1個小時，升溫速度為15°C/ min〇
[0042] 上述TA2工業(yè)純鈦帶材經(jīng)不同工藝處理前、后力學(xué)性能實驗數(shù)據(jù)如表1。
[0043] 表1不同外理工藝條件下工業(yè)純鈦帶材的力學(xué)性能
【主權(quán)項】
1. 一種工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于包括： 軋機，該軋機包括：乳輥，乳輥輸入側(cè)的開卷裝置，乳輥輸出側(cè)的收卷裝置，以及對應(yīng)設(shè) 置在開卷裝置與軋輥之間和軋輥與收卷裝置之間的第一支撐輥和第二支撐輥，所述軋輥和 第一支撐輥之間設(shè)置兩個電接觸裝置； 工業(yè)純鈦帶材，被軋機的開卷裝置、收卷裝置及支撐輥張緊能夠朝收卷裝置運動，該工 業(yè)純鈦帶材與所述軋輥緊密彈性接觸，并與所述兩個電接觸裝置電接觸；以及 高能脈沖電源，其正負輸出端對應(yīng)連接所述兩個電接觸裝置，用于向所述兩個電接觸 裝置之間的工業(yè)純鈦帶材提供頻率為60-760HZ、電壓為10-600V、脈沖寬度為10-6000 y s、 電流密度的幅值為200A/mm2-6000A/mm2的高能脈沖電流。
2. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高 能脈沖電源的輸出參數(shù)包括：頻率60-460HZ、電壓10-600V、脈沖寬度10-6000 y s。
3. 如權(quán)利要求2所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高 能脈沖電源的輸出參數(shù)包括：頻率360Hz、電壓20V、脈沖寬度80 y s。
4. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高 能脈沖電源的輸出參數(shù)包括：頻率420-760HZ，電壓10-600V，脈沖寬度10-6000 y s。
5. 如權(quán)利要求4所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高 能脈沖電源的輸出參數(shù)包括：頻率670Hz，電壓20V，脈沖寬度80 y s。
6. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述兩 個電接觸裝置之間的距離為10_1800mm。
7. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述兩 個電接觸裝置為所述第一支撐輥和軋輥。
8. 如權(quán)利要求7所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：所述第 一支撐輥由兩個導(dǎo)電輪組成，導(dǎo)電輪的輪面呈槽狀，導(dǎo)電輪與其上的工業(yè)純鈦帶材形成一 定的包角。
9. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：該在線 軟化退火處理系統(tǒng)還包括： 電流采樣裝置及電流分析系統(tǒng)，該電流采樣裝置連接于所述高能脈沖電源的輸出回 路，該電流分析系統(tǒng)與該電流采樣裝置連接；和/或 計時裝置，該計時裝置連接于所述高能脈沖電源的輸出回路；和/或 溫度測量裝置及存儲分析裝置，用于測量及分析兩個電接觸裝置之間的工業(yè)純鈦帶材 的溫度。
10. 如權(quán)利要求1所述的工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其特征在于：該在線 軟化退火處理系統(tǒng)沒有冷卻裝置。
【專利摘要】一種工業(yè)純鈦帶材的在線軟化退火處理系統(tǒng)，其包括軋機和高能脈沖電源，該軋機包括：軋輥，開卷裝置，收卷裝置，對應(yīng)設(shè)置在開卷裝置與軋輥之間和軋輥與收卷裝置之間的第一支撐輥和第二支撐輥，所述軋輥和第一支撐輥之間設(shè)置兩個電接觸裝置；工業(yè)純鈦帶材被軋機的開卷裝置、收卷裝置及支撐輥張緊能夠朝收卷裝置運動，該工業(yè)純鈦帶材與所述軋輥緊密彈性接觸，并與所述兩個電接觸裝置電接觸；高能脈沖電源正負輸出端對應(yīng)連接所述兩個電接觸裝置，用于提供60-760Hz、10-600V、脈沖寬度為10-6000μs、電流密度幅值為200A/mm2-6000A/mm2的高能脈沖電流。其能大幅提高材料的綜合力學(xué)性能，能在線連續(xù)生產(chǎn)。
【IPC分類】C22F1-18, C21D9-52, C21D1-32
【公開號】CN204589277
【申請?zhí)枴緾N201520257939
【發(fā)明人】唐國翌, 葉肖鑫, 宋國林
【申請人】清華大學(xué)深圳研究生院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月26日