冷軋鈦卷的退火工藝的製作方法

2023-05-11 00:36:36

專利名稱：冷軋鈦卷的退火工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬材料熱處理領域，具體地講，涉及一種冷軋鈦卷的退火工藝。
背景技術：
鈦化學性質活潑，在高溫下容易與空氣中的0、N、H等元素發生反應，從而在表面 形成表面汙染層，使理化性能變差，硬度增加，塑性、彈性降低，脆性增加。因此，為了便於機 械加工並得到具有一定性能的鈦，以滿足各種產品對材料性能的要求，需要對鈦進行熱處 理。針對上述的特點，通常在冷軋後對鈦卷進行退火處理以消除加工硬化。冷軋鈦卷的退 火工藝一般要求在惰性氣體保護氣氛中進行退火。但退火後鈦卷從邊部向裡發黑，需要切 邊處理，增加了材料消耗。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，而提供一種使鈦卷組織均勻、性能良好 的冷軋鈦卷的退火工藝。根據本發明的冷軋鈦卷的退火工藝，包括以下步驟將表面清潔的鈦卷裝入真空 退火爐內；對真空退火爐抽真空使其真空度保持在1 X 10_4-9X10_3Pa的範圍內；將鈦卷升 溫至620-700C並保溫3-8h ；將鈦卷冷卻至100°C，取出鈦卷。根據本發明的冷軋鈦卷的退火工藝，可以將鈦卷升溫至670-700C保溫5_8h。根據本發明的冷軋鈦卷的退火工藝，可以對真空退火爐抽真空使其真空度保持在 6. 67X10(6. 67 X ICT3Pa 的範圍內。根據本發明的冷軋鈦卷的真空退火工藝，鈦卷的升溫速度可以為15-20°C /h。根據本發明的冷軋鈦卷的退火工藝，冷軋鈦卷卷心插有熱電偶來表徵鈦卷的溫度。本發明的冷軋鈦卷的退火工藝通過合理地設置退火溫度以及真空退火爐的真空 度，使得本發明的冷軋鈦卷的真空退火工藝耗時短，得到的鈦卷組織均勻且性能良好。


圖1為根據本發明實施例的冷軋鈦卷的退火工藝的曲線圖。
具體實施例方式下面將參照附圖和具體實施例來詳細地描述本發明。純鈦的再結晶溫度為450-550°C，鈦卷的退火溫度需要高於該溫度，才能保證鈦卷 的再結晶完全進行，因此，本發明採用620-700°C的退火溫度，當溫度高於700°C時，在退火 完成後鈦卷組織晶粒粗大，且力學性能偏低；當溫度低於620°C時，在退火完成後鈦卷不能 完全再結晶，力學性能偏高且延伸率偏低。由於在惰性氣體保護氣氛下進行退火會造成鈦 卷從邊部向裡發黑，導致後續處理難度的增加及材料的浪費，所以本發明採用在真空下進
3行退火。在真空退火的情況下，真空度太高會造成退火速度過慢而真空度太低會使鈦卷表 面產生汙染層。因此，本發明在1 χ 10_4-9 X IO-3Pa的真空度下進行退火，這樣既能縮短退火 時間，又使退火後的鈦卷表面氧化和吸氫都大大減少。圖1為根據本發明實施例的冷軋鈦卷的退火工藝的曲線圖。下面將參照圖1來詳 細地描述根據本發明的示例性實施例。具體地講，根據本發明的示例性實施例的冷軋鈦卷的真空退火工藝，首先將經脫 脂處理的表面清潔的鈦卷裝入真空退火爐內，以防止鈦卷表面殘留的乳化液在高溫下汙染 鈦卷，鈦卷卷心插有熱電偶來表徵鈦卷的溫度以防止鈦卷卷心溫度低於保溫溫度。然後，對 真空退火爐進行抽真空操作，使真空退火爐的真空度在1 X 10_4-9X IO-3Pa的範圍內，優選 地，在 6. 67 X 1(Γ4-6· 67 X ICT3Pa 的範圍內。接下來，通過環繞在真空退火爐爐壁的電阻絲以15-20°C /h的升溫速度將鈦卷升 溫至620-700°C並保溫3-8h，優選地升溫至670-700°C並保溫5_8h。保溫之後，停止加熱，使 鈦卷在真空度為1 X 10_4-9X10_3Pa的範圍內的真空退火爐內自然冷卻至100C出爐。當升 溫速度為15-20°C /h時，可以在縮短處理時間的同時使鈦卷溫度均勻，且能夠降低鈦卷再 結晶溫度，使鈦卷的冷點也能充分地再結晶，從而使鈦卷組織性能都均勻。這裡的冷點是指 鈦卷的最低溫度處，也就是指在真空退火爐升溫過程中鈦卷最不易升溫的鈦卷卷心處。另 外，當真空退火爐內的真空度維持在1 X 10_4-9 X IO-3Pa的範圍內時，鈦卷自然冷卻的速度 可以達到4-5C/h，整個退火工藝的時間可以保持在100h-300h的範圍內。實施例1將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在大約5X 10_4Pa，然後以15°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約620C並保溫8h，最後 將鈦卷在真空退火爐內自然冷卻至100°C出爐，得到的鈦卷組織均勻、性能良好。實施例2將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在大約6. 67X 10_4Pa，然後以20C/h的升溫速度將鈦卷加熱至大約700°C並保溫3h，最 後將鈦卷在真空退火爐內自然冷卻至100°C出爐，得到的鈦卷組織均勻、性能良好。實施例3將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在大約1 X IO-3Pa,然後以18C/h的升溫速度將鈦卷加熱至大約670°C並保溫5h，最後 將鈦卷在真空退火爐內自然冷卻至100°C出爐，得到的鈦卷組織均勻、性能良好。實施例4將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在大約6. 67X 10_3Pa，然後以18°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約680°C並保溫6h， 最後將鈦卷在真空退火爐內自然冷卻至100°C出爐，得到的鈦卷組織均勻、性能良好。實施例5將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在大約8X10_3Pa，然後以17°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約690°C並保溫5. 5h，最 後將鈦卷在真空退火爐內自然冷卻至100C出爐，得到的鈦卷組織均勻、性能良好。對比示例1
將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在2 X 10_2Pa，然後以20°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約680°C並保溫6h，最後將鈦 卷在真空退火爐內自然冷卻至100°C出爐，得到的鈦卷的表面因真空度不高而被氧化發黑， 鈦卷被氧化的表面偏硬，不便於進一步加工使用。對比示例2將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在1 X IO-7Pa,然後以15°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約680°C並保溫6h，再將鈦卷 在真空退火爐內冷卻至100°C出爐。由於真空退火爐內真空度過高，所以鈦卷在冷卻階段的 冷卻速度大大降低，鈦卷冷卻時間和在爐內總時間過長。另外，由於鈦卷在爐內的冷卻速度 過慢，所以鈦卷在高溫階段的時間也將增加，導致得到的鈦卷晶粒過分長大，力學性能偏低 且延伸率偏低。對比示例3將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在2 X 10_3Pa，然後以10°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約600C並保溫2h，最後將鈦 卷在真空退火爐內真空冷卻至100°C出爐。得到的鈦卷未完全再結晶，鈦卷的組織及性能都 不均勻，力學性能明顯偏高且延伸率偏低。對比示例4將3. 5t經脫脂處理的鈦卷裝入真空退火爐內，對真空退火爐抽真空使其真空度 保持在2X10_3Pa，然後以25°C /h的升溫速度將鈦卷加熱至大約720°C並保溫10h，最後將 鈦卷在真空退火爐內自然冷卻至100°C出爐。得到的鈦卷組織及性能都不均勻，部分鈦卷未 完全再晶化，力學性能偏高且延伸率低。另外，部分鈦卷的晶粒過分長大，力學性能偏低且 延伸率也偏低。通過上面各實施例及對比示例的描述可以看出，通過根據本發明實施例的退火工 藝提高了效率，得到的鈦卷組織均勻、性能良好，且未出現在惰性氣體保護氣氛下進行的退 火工藝中出現的鈦卷從邊部向裡發黑的現象。
權利要求
1.一種冷軋鈦卷的退火工藝，所述冷軋鈦卷的退火工藝包括以下步驟 將表面清潔的鈦卷裝入真空退火爐內；對真空退火爐抽真空使其真空度保持在1 X 10_4-9X10_3Pa的範圍內； 將鈦卷升溫至620-700°C並保溫3-8h ； 將鈦卷冷卻至100°C，取出鈦卷。
2.如權利要求1所述的冷軋鈦卷的退火工藝，其特徵在於，對真空退火爐抽真空使其 真空度保持在6. 67X 10_4-6· 67 X 10_3Pa的範圍內。
3.如權利要求1所述的冷軋鈦卷的退火工藝，其特徵在於，將鈦卷升溫至670-700°C並 保溫5-8h。
4.如權利要求1所述的冷軋鈦卷的退火工藝，其特徵在於，鈦卷的升溫速度為 15-20 0C /ho
5.如權利要求1所述的冷軋鈦卷的退火工藝，其特徵在於，冷軋鈦卷卷心插有熱電偶 來表徵鈦卷的溫度。
全文摘要
本發明公開了一種冷軋鈦卷的退火工藝，該工藝包括以下步驟將表面清潔的鈦卷裝入真空退火爐內；對真空退火爐抽真空使其真空度保持在1×10-4-9×10-3Pa的範圍內；將鈦卷升溫至620-700℃，並保溫3-8h；將鈦卷冷卻至100℃，取出鈦卷。該退火工藝所用時間短，且經該退火工藝處理過的鈦卷組織均勻、性能良好。
文檔編號C22F1/18GK102002658SQ20101055694
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者厲文超, 周平, 商玉華, 孫建衛, 尹翠蘭, 李四軍, 李建省, 楊旭, 湯化勝, 王超, 路峰 申請人:萊蕪厚德鈦業有限公司, 萊蕪鋼鐵股份有限公司