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一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法與流程

文檔序號(hào):11069906閱讀:696來源:國知局
本發(fā)明涉及有色金屬材料制造
技術(shù)領(lǐng)域
,特別是一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法。
背景技術(shù)
:由于鈦及鈦合金材料具有密度低,比強(qiáng)度高,耐腐蝕,組織性能穩(wěn)定性好等優(yōu)良的綜合性能,鈦及鈦合金材料在近幾十年得到了飛速發(fā)展。我國的鈦工業(yè)起始于六十年代的國防軍工要求,經(jīng)過了50年的發(fā)展,取得了巨大成績(jī),目前鈦加工材在航空、航天、船舶、冶金、化工、設(shè)備、醫(yī)療、制藥、海洋工程、體育休閑等領(lǐng)域均得到飛速發(fā)展。我國鈦資源豐富,儲(chǔ)量居世界前列,目前已經(jīng)成為世界上具有完整工業(yè)體系和生產(chǎn)能力的鈦大國,其生產(chǎn)量和消費(fèi)量位列世界第一,鈦及鈦合金經(jīng)加工后制成板、帶、箔、管、棒、絲、鍛件、鑄件及復(fù)合材料等產(chǎn)品類型,在所有的鈦合金加工材中,鈦板帶材的產(chǎn)量接近50%,鈦板帶材的用途很廣,主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件,其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用,用于制作電解工業(yè)的電極,發(fā)電站的冷凝器,石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及鈦合金板帶還可作燃料和氧化劑的儲(chǔ)箱以及高壓容器等,由于中厚規(guī)格鈦板需求量不大,單獨(dú)建設(shè)鈦板軋制線,一次性投資大,設(shè)備利用率低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是提供一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法,解決了在中厚鈦板一火成材生產(chǎn)中表面質(zhì)量、組織性能相對(duì)較差的問題,采用本發(fā)明方案生產(chǎn)中厚規(guī)格鈦板,投資生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)效率高,表面質(zhì)量好,性能滿足并高于國家標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法,包括依次進(jìn)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、后處理;鍛造操作后得到坯料,初次軋制操作后得到厚度為35~60mm的中間坯,再次軋制后得到9~40mm的鈦板。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,所述的初次加熱在加熱爐中進(jìn)行,初次加熱的坯料在400~500℃的預(yù)熱段加熱40~60min,然后進(jìn)入到900~950℃的加熱段加熱150~200min,然后進(jìn)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℃。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,所述的再次加熱在加熱爐中進(jìn)行,再次加熱的中間坯在400~500℃的預(yù)熱段加熱40~60min,然后進(jìn)入到750~800℃的加熱段加熱90~120min,然后進(jìn)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(yōu)選地,所述的再次加熱在加熱爐中進(jìn)行,再次加熱的中間坯在450~480℃的預(yù)熱段加熱50~60min,然后進(jìn)入到750~780℃的加熱段加熱90~120min,然后進(jìn)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℃。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,初次除磷和再次除磷均通過除磷壓力為9~18MPa的高壓水進(jìn)行除磷。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,所述的初次軋制的操作為將坯料在四輥可逆軋機(jī)中往返軋制3~7道次,優(yōu)選為5-7道次,道次最大壓下量不大于30mm,道次壓下率不大于40%,開軋溫度≥850℃,軋制結(jié)束溫度≥650℃。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,所述的再次軋制的操作為將中間坯在四輥可逆軋機(jī)往返軋制7~11道次,優(yōu)選為7-9道次,軋機(jī)出口厚度為9~40mm,軋制出口溫度500~600℃。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,初次軋制后冷卻前坯料通過層流冷卻至300-350℃。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,再次軋制后退火前鈦板以1~10℃/s的速度層流冷卻至400-450℃,然后鈦板進(jìn)入到熱矯機(jī)進(jìn)行矯直,矯直后冷卻到室溫;所述的退火操作為:鈦板在600~700℃進(jìn)行1~2小時(shí)退火處理。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,所述的后處理操作包括將第二次退火處理后的鈦板依次進(jìn)行冷卻、冷矯直,剪切、檢驗(yàn)、精整操作。在上述的采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法中,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%,其余為Ti及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)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%,其余為Ti及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明通過合理的軋制工藝及退火工藝設(shè)計(jì),采用中厚板軋機(jī)生產(chǎn)9~40mm厚度的工業(yè)純鈦板,通過二火成材改善了板坯的表面質(zhì)量,均勻晶粒組織,改善了產(chǎn)品性能,采用軋機(jī)生產(chǎn)工業(yè)純鈦板,節(jié)約了社會(huì)投資,降低了生產(chǎn)成本,改善了鈦板性能質(zhì)量,節(jié)約社會(huì)資源。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。實(shí)施例1一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法。鍛坯的化學(xué)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%,其余為Ti及不可避免的雜質(zhì)。所述的熱軋工藝是:將厚度150mm,寬度1200mm鍛坯在加熱爐預(yù)熱段400℃,預(yù)熱60min,加熱段900℃,加熱時(shí)間200min,均熱段溫度920℃,均熱時(shí)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℃,出加熱爐后進(jìn)行高壓水除磷,除磷壓力12MPa,除磷后進(jìn)入中厚板四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行往返軋制7道次,開軋溫度≥850℃,軋制結(jié)束溫度≥650℃,各道次壓下情況見下表1:表1初次軋制參數(shù)道次設(shè)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℃,然后空冷到室溫,進(jìn)行板坯檢測(cè)并進(jìn)行剝皮打磨處理,再次用推鋼機(jī)推入加入爐,進(jìn)行低溫加熱及軋制,先在預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度480℃,時(shí)間50min,進(jìn)入加熱段,加熱溫度780℃,加熱時(shí)間90min,均熱段溫度770℃,均熱時(shí)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℃,出加熱爐后進(jìn)行高壓水除磷,除磷壓力9MPa,除磷后進(jìn)入中厚板四輥可逆軋機(jī)進(jìn)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(shù)道次設(shè)定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/%0321266232215243174244143215122176111971011089.30.78990.33軋機(jī)出口厚度為9mm,軋制出口溫度500℃,軋制完成后進(jìn)入層流冷卻裝置,冷卻速率為9℃/s,冷卻到425℃。進(jìn)入熱矯機(jī)矯直,冷卻到室溫,對(duì)鈦板在600℃進(jìn)行1.5小時(shí)退火處理,冷卻到室溫,然后矯直,剪切、檢驗(yàn)、精整,確保產(chǎn)品板形。其屈服強(qiáng)度為345MPa,抗拉強(qiáng)度465MPa,A50延伸率30.5%,其性能滿足TA2國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3621-2007和美國國家標(biāo)準(zhǔn)ASTMB265技術(shù)條件。實(shí)施例2一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法。鍛坯的化學(xué)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%,其余為Ti及不可避免的雜質(zhì)。所述的熱軋工藝是:將厚度150mm,寬度1200mm鍛坯在加熱爐預(yù)熱段500℃,預(yù)熱40min,加熱段950℃,加熱時(shí)間150min,均熱段溫度940℃,均熱時(shí)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℃,出加熱爐后進(jìn)行高壓水除磷,除磷壓力18MPa,除磷后進(jìn)入中厚板四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行往返軋制5道次,開軋溫度≥850℃,軋制結(jié)束溫度≥650℃,各道次壓下情況見下表3:表3初次軋制參數(shù)道次設(shè)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℃,然后空冷到室溫,進(jìn)行板坯檢測(cè)并進(jìn)行剝皮打磨處理,再次用推鋼機(jī)推入加入爐,進(jìn)行低溫加熱及軋制,先在預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度450℃,時(shí)間60min,進(jìn)入加熱段,加熱溫度750℃,加熱時(shí)間120min,均熱段溫度790℃,均熱時(shí)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℃,出加熱爐后進(jìn)行高壓水除磷,除磷壓力17MPa,除磷后進(jìn)入中厚板四輥可逆軋機(jī)進(jìn)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(shù)軋機(jī)出口厚度為12mm,軋制出口溫度520℃,軋制完成后進(jìn)入層流冷卻裝置,冷卻速率為5℃/s,冷卻到400℃。進(jìn)入熱矯機(jī)矯直,冷卻到室溫,對(duì)鈦板在650℃進(jìn)行2小時(shí)退火處理,冷卻到室溫,然后矯直,剪切、檢驗(yàn)、精整,確保產(chǎn)品板形。其屈服強(qiáng)度為320MPa,抗拉強(qiáng)度430MPa,A50延伸率33.5%,其性能滿足TA2國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3621-2007和美國國家標(biāo)準(zhǔn)ASTMB265技術(shù)條件。實(shí)施例3一種采用中厚板軋機(jī)二火成材工藝生產(chǎn)工業(yè)純鈦板的制造方法。鍛坯的化學(xué)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%,其余為Ti及不可避免的雜質(zhì)。所述的熱軋工藝是:將厚度150mm,寬度1200mm鍛坯在加熱爐預(yù)熱段460℃,預(yù)熱50min,加熱段950℃,加熱時(shí)間200min,均熱段溫度930℃,均熱時(shí)間60min,加熱爐出爐溫度935℃,出加熱爐后進(jìn)行高壓水除磷,除磷壓力12MPa,除磷后進(jìn)入中厚板四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行往返軋制5道次,開軋溫度≥850℃,軋制結(jié)束溫度≥650℃,各道次壓下情況見下表5:表5初次軋制參數(shù)道次設(shè)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℃,然后空冷到室溫,進(jìn)行板坯檢測(cè)并進(jìn)行剝皮打磨處理,再次用推鋼機(jī)推入加入爐,進(jìn)行低溫加熱及軋制,先在預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度450℃,時(shí)間60min,進(jìn)入加熱段,加熱溫度770℃,加熱時(shí)間100min,均熱段溫度760℃,均熱時(shí)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℃,出加熱爐后進(jìn)行高壓水除磷,除磷壓力12MPa,除磷后進(jìn)入中厚板四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行往返軋制7道次,各道次壓下情況見下表6:軋機(jī)出口厚度為35mm,軋制出口溫度600℃。表6再次軋制參數(shù)道次設(shè)定輥縫/mm道次壓下量/mm道次壓下率/%06015281524661334151243925537256361373513軋制完成后進(jìn)入層流冷卻裝置,冷卻速率為1℃/s,冷卻到450℃。進(jìn)入熱矯機(jī)矯直,冷卻到室溫,對(duì)鈦板在700℃進(jìn)行2小時(shí)退火處理,冷卻到室溫,然后矯直,剪切、檢驗(yàn)、精整,確保產(chǎn)品板形。其屈服強(qiáng)度為275MPa,抗拉強(qiáng)度365MPa,A50延伸率34.5%,其性能滿足TA2國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3621-2007和美國國家標(biāo)準(zhǔn)ASTMB265技術(shù)條件。以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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