一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法與流程

2023-05-17 13:47:06

本發明涉及有色金屬材料製造
技術領域：
，特別是一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法。
背景技術：
：由於鈦及鈦合金材料具有密度低，比強度高，耐腐蝕，組織性能穩定性好等優良的綜合性能，鈦及鈦合金材料在近幾十年得到了飛速發展。我國的鈦工業起始於六十年代的國防軍工要求，經過了50年的發展，取得了巨大成績，目前鈦加工材在航空、航天、船舶、冶金、化工、設備、醫療、製藥、海洋工程、體育休閒等領域均得到飛速發展。我國鈦資源豐富，儲量居世界前列，目前已經成為世界上具有完整工業體系和生產能力的鈦大國，其生產量和消費量位列世界第一，鈦及鈦合金經加工後製成板、帶、箔、管、棒、絲、鍛件、鑄件及複合材料等產品類型，在所有的鈦合金加工材中，鈦板帶材的產量接近50％，鈦板帶材的用途很廣，主要用於製作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、飛彈和高速飛機的結構件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業中應用，用於製作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境汙染控制裝置等。鈦及鈦合金板帶還可作燃料和氧化劑的儲箱以及高壓容器等，由於中厚規格鈦板需求量不大，單獨建設鈦板軋制線，一次性投資大，設備利用率低。技術實現要素：本發明的目的是提供一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法，解決了在中厚鈦板一火成材生產中表面質量、組織性能相對較差的問題，採用本發明方案生產中厚規格鈦板，投資生產成本低，生產效率高，表面質量好，性能滿足並高於國家標準要求。本發明的技術方案為：一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法，包括依次進行的如下步驟：鑄坯、鍛造、初次加熱、初次除磷、初次軋制、冷卻、再次加熱、再次除磷、再次軋制、退火、後處理；鍛造操作後得到坯料，初次軋制操作後得到厚度為35～60mm的中間坯，再次軋制後得到9～40mm的鈦板。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，所述的初次加熱在加熱爐中進行，初次加熱的坯料在400～500℃的預熱段加熱40～60min，然後進入到900～950℃的加熱段加熱150～200min，然後進入到920～940℃的均熱段加熱60～90min；在均熱段中，控制坯料的下表面溫度比上表面溫度高10℃，加熱爐出口溫度控制在900～950℃。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，所述的再次加熱在加熱爐中進行，再次加熱的中間坯在400～500℃的預熱段加熱40～60min，然後進入到750～800℃的加熱段加熱90～120min，然後進入到760～790℃的均熱段加熱60～90min；在均熱段中，控制中間坯的下表面溫度比上表面溫度高10℃，加熱爐出口溫度控制在760～780℃。優選地，所述的再次加熱在加熱爐中進行，再次加熱的中間坯在450～480℃的預熱段加熱50～60min，然後進入到750～780℃的加熱段加熱90～120min，然後進入到760～790℃的均熱段加熱60～90min；在均熱段中，控制中間坯的下表面溫度比上表面溫度高10℃，加熱爐出口溫度控制在760～780℃。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，初次除磷和再次除磷均通過除磷壓力為9～18MPa的高壓水進行除磷。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，所述的初次軋制的操作為將坯料在四輥可逆軋機中往返軋制3～7道次，優選為5-7道次，道次最大壓下量不大於30mm，道次壓下率不大於40％，開軋溫度≥850℃，軋制結束溫度≥650℃。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，所述的再次軋制的操作為將中間坯在四輥可逆軋機往返軋制7～11道次，優選為7-9道次，軋機出口厚度為9～40mm，軋制出口溫度500～600℃。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，初次軋制後冷卻前坯料通過層流冷卻至300-350℃。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，再次軋制後退火前鈦板以1～10℃/s的速度層流冷卻至400-450℃，然後鈦板進入到熱矯機進行矯直，矯直後冷卻到室溫；所述的退火操作為：鈦板在600～700℃進行1～2小時退火處理。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，所述的後處理操作包括將第二次退火處理後的鈦板依次進行冷卻、冷矯直，剪切、檢驗、精整操作。在上述的採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法中，所述的鑄坯操作中所用的鈦材的成分為：Fe為0.01～0.10wt％，C為0.01～0.05wt％，N<0.008wt％，H<0.008wt％，O為0.01～0.10wt％，其餘為Ti及不可避免的雜質。優選地，鈦材的成分為：Fe為0.01～0.03wt％，C為0.013～0.04wt％，N<0.008wt％，H<0.008wt％，O為0.01～0.10wt％，P為0.011～0.012wt％，S為0.002～0.003wt％，其餘為Ti及不可避免的雜質。本發明的有益效果如下：本發明通過合理的軋制工藝及退火工藝設計，採用中厚板軋機生產9～40mm厚度的工業純鈦板，通過二火成材改善了板坯的表面質量，均勻晶粒組織，改善了產品性能，採用軋機生產工業純鈦板，節約了社會投資，降低了生產成本，改善了鈦板性能質量，節約社會資源。具體實施方式下面結合具體實施方式，對本發明的技術方案作進一步的詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。實施例1一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法。鍛坯的化學成分及其含量是：Fe為0.01wt％，C為0.04wt％，N為0.002wt％，H為0.004wt％，O為0.07wt％，P為0.012wt％，S為0.002wt％，其餘為Ti及不可避免的雜質。所述的熱軋工藝是：將厚度150mm，寬度1200mm鍛坯在加熱爐預熱段400℃，預熱60min，加熱段900℃，加熱時間200min，均熱段溫度920℃，均熱時間60min，在均熱段中，控制坯料的下表面溫度比上表面溫度高10℃，加熱爐出爐溫度910℃，出加熱爐後進行高壓水除磷，除磷壓力12MPa，除磷後進入中厚板四輥可逆軋機進行往返軋制7道次，開軋溫度≥850℃，軋制結束溫度≥650℃，各道次壓下情況見下表1：表1初次軋制參數道次設定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/％015011282217210622213862023467192855215296401230732825軋制完成中間坯厚度在32mm，層流冷卻到325℃，然後空冷到室溫，進行板坯檢測並進行剝皮打磨處理，再次用推鋼機推入加入爐，進行低溫加熱及軋制，先在預熱段進行預熱，預熱溫度480℃，時間50min，進入加熱段，加熱溫度780℃，加熱時間90min，均熱段溫度770℃，均熱時間90min，均熱爐爐膛溫度控制下表面比上表面高10℃，加熱爐出口溫度控制在760℃，出加熱爐後進行高壓水除磷，除磷壓力9MPa，除磷後進入中厚板四輥可逆軋機進行往返軋制9道次，各道次壓下情況見下表2：表2再次軋制參數道次設定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/％0321266232215243174244143215122176111971011089.30.78990.33軋機出口厚度為9mm，軋制出口溫度500℃，軋制完成後進入層流冷卻裝置，冷卻速率為9℃/s,冷卻到425℃。進入熱矯機矯直，冷卻到室溫，對鈦板在600℃進行1.5小時退火處理，冷卻到室溫，然後矯直，剪切、檢驗、精整，確保產品板形。其屈服強度為345MPa，抗拉強度465MPa，A50延伸率30.5％，其性能滿足TA2國家標準GB/T3621-2007和美國國家標準ASTMB265技術條件。實施例2一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法。鍛坯的化學成分及其含量是：Fe為0.03wt％，C為0.013wt％，N為0.005wt％，H為0.001wt％，O為0.07wt％，P為0.012wt％，S為0.002wt％，其餘為Ti及不可避免的雜質。所述的熱軋工藝是：將厚度150mm，寬度1200mm鍛坯在加熱爐預熱段500℃，預熱40min，加熱段950℃，加熱時間150min，均熱段溫度940℃，均熱時間90min，加熱爐出爐溫度935℃，在均熱段中，控制坯料的下表面溫度比上表面溫度高10℃，出加熱爐後進行高壓水除磷，除磷壓力18MPa，除磷後進入中厚板四輥可逆軋機進行往返軋制5道次，開軋溫度≥850℃，軋制結束溫度≥650℃，各道次壓下情況見下表3：表3初次軋制參數道次設定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/％01501128221721062221387202346819295501734軋制完成中間坯厚度在50mm，層流冷卻冷卻到300℃，然後空冷到室溫，進行板坯檢測並進行剝皮打磨處理，再次用推鋼機推入加入爐，進行低溫加熱及軋制，先在預熱段進行預熱，預熱溫度450℃，時間60min，進入加熱段，加熱溫度750℃，加熱時間120min，均熱段溫度790℃，均熱時間60min，均熱爐爐膛溫度控制下表面比上表面高10℃，加熱爐出口溫度控制在765℃，出加熱爐後進行高壓水除磷，除磷壓力17MPa，除磷後進入中厚板四輥可逆軋機進行往返軋制7道次，各道次壓下情況見下表4：表4再次軋制參數軋機出口厚度為12mm，軋制出口溫度520℃，軋制完成後進入層流冷卻裝置，冷卻速率為5℃/s,冷卻到400℃。進入熱矯機矯直，冷卻到室溫，對鈦板在650℃進行2小時退火處理，冷卻到室溫，然後矯直，剪切、檢驗、精整，確保產品板形。其屈服強度為320MPa，抗拉強度430MPa，A50延伸率33.5％，其性能滿足TA2國家標準GB/T3621-2007和美國國家標準ASTMB265技術條件。實施例3一種採用中厚板軋機二火成材工藝生產工業純鈦板的製造方法。鍛坯的化學成分及其含量是：Fe為0.02wt％，C為0.017wt％，N為0.004wt％，H為0.001wt％，O為0.06wt％，P為0.011wt％，S為0.003wt％，其餘為Ti及不可避免的雜質。所述的熱軋工藝是：將厚度150mm，寬度1200mm鍛坯在加熱爐預熱段460℃，預熱50min，加熱段950℃，加熱時間200min，均熱段溫度930℃，均熱時間60min，加熱爐出爐溫度935℃，出加熱爐後進行高壓水除磷，除磷壓力12MPa，除磷後進入中厚板四輥可逆軋機進行往返軋制5道次，開軋溫度≥850℃，軋制結束溫度≥650℃，各道次壓下情況見下表5：表5初次軋制參數道次設定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/％01501130201521102018391192147516215601525軋制完成中間坯厚度在60mm，層流冷卻冷卻到350℃，然後空冷到室溫，進行板坯檢測並進行剝皮打磨處理，再次用推鋼機推入加入爐，進行低溫加熱及軋制，先在預熱段進行預熱，預熱溫度450℃，時間60min，進入加熱段，加熱溫度770℃，加熱時間100min，均熱段溫度760℃，均熱時間80min，均熱爐爐膛溫度控制下表面比上表面高10℃，加熱爐出口溫度控制在775℃，出加熱爐後進行高壓水除磷，除磷壓力12MPa，除磷後進入中厚板四輥可逆軋機進行往返軋制7道次，各道次壓下情況見下表6：軋機出口厚度為35mm，軋制出口溫度600℃。表6再次軋制參數道次設定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/％06015281524661334151243925537256361373513軋制完成後進入層流冷卻裝置，冷卻速率為1℃/s,冷卻到450℃。進入熱矯機矯直，冷卻到室溫，對鈦板在700℃進行2小時退火處理，冷卻到室溫，然後矯直，剪切、檢驗、精整，確保產品板形。其屈服強度為275MPa，抗拉強度365MPa，A50延伸率34.5％，其性能滿足TA2國家標準GB/T3621-2007和美國國家標準ASTMB265技術條件。以上所述的僅為本發明的較佳實施例，凡在本發明的精神和原則範圍內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1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