短流程四辊与二十辊轧机联合生产钛/钛合金带的方法

摘要

本发明公开一种短流程四辊与二十辊轧机联合生产钛/钛合金带的方法，将厚度为3.0~3.2mm的钛/钛合金卷进行完全退火、抛丸、酸洗、穿卷，再进行四辊轧制至0.65~0.75mm间，经二十辊轧机轧制2~4道次，即实现0.1~0.5mm钛/钛合金带的轧制，然后脱脂、退火，即获得超细晶极薄钛/钛合金带。利用四辊的大轧制力使钛/钛合金带内的晶粒充分破碎，同时利用二十辊轧机轧制精度高，轧制板型好，轧制表面质量高的特点来实现最终产品的目标厚度、板型及所需的表面质量，采用此方法可使晶粒等级提升两个等级以上，避免了不同轧程间的脱脂、去应力退火、酸洗等工序，使得生产流程大为缩短，大幅提高生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种短流程四辊与二十辊轧机联合生产超细晶极薄钛/钛合金带的方法，属于材料加工领域。

背景技术

钛/钛合金带被广泛应用于航空、航天、海洋及生物医疗等高端领域，带卷更能体现某个国家的深加工能力及水平。目前市场对钛/钛合金需求量最大的为薄钛带卷行业，而传统的薄钛/钛合金带的生产方法基本采用同一型号的轧机进行多轧程多道次反复轧制的模式，在轧制的过程中还有若干个脱脂、退火、抛丸、酸洗等工序，由于多次的退火，使破碎的晶粒重新结晶成核，同时由于后续加工的破碎能力不足，在多次反复退火过程中，晶粒过分的粗大，使钛/钛合金带材的性能大幅度下降，达不到使用指标要求。同时，采用同一轧轧机型还很容易导致当前轧制机型的不足在往复的轧制过程中出现“叠加效应”，使轧制过程中的不足加剧，使最终成品的技术质量指标大幅下滑。

为了提高钛/钛合金带的质量及生产效率，缩短其生产流程，特别缩短了冷轧过程中的反复的脱脂、退火、抛丸、酸洗等工序，并实现由热连轧工艺与冷轧工艺衔接，实现在冷轧能以较少的道次轧制出晶粒更细、更薄规格的钛/钛合金带。根据钛/钛合金的加工硬化曲线及前期试验结果，为了保证轧制带的质量、尺寸及减少轧制道次，必须增大轧机的轧制力及减少轧机轧辊的弹性变形，才有可能实现。

通过对现有技术文献的检索，关于一种短流程四辊与二十辊轧机联合生产超细晶极薄钛/钛合金带工艺，尚未发现相关报导。

发明内容

针对上述出现的不足，本发明提供一种短流程四辊与二十辊轧机联合生产超细晶极薄钛/钛合金带的方法，采用该方法生产的钛/钛合金带的质量好、速度快，晶粒细小、工序流程短、操作方便、有效地解决传统方法生产钛/钛合金带出现的问题及不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种短流程四辊与二十辊轧机联合生产钛/钛合金带的方法，经过下列各步骤：

（1）将热轧机生产厚度为3.0~3.2mm的钛/钛合金卷进行完全退火，退火温度为800~850℃，退火时间120~220min；

（2）将退火完成后的钛/钛合金带，进行抛丸，抛丸完成后进行酸洗，酸洗完成后进行穿卷；

（3）将四辊轧机的工作辊辊面的粗糙度控制在60~65目，四辊轧机的冷却液采用大油量冷却，在轧制第一道次采用低压下量及低轧制速度进行热辊，热辊完成后采用4~5道次将钛/钛合金带轧制至0.60~0.65mm间，变形率控制在75~80%；

（4）将轧好的卷带送至二十辊轧机，轧机的工作辊辊面精糙度控制在25~35目，轧制3~5道次，即实现0.1~0.5mm钛/钛合金带的轧制，最后一道次的轧制速度控制在50~60m/min；

（5）将经二十辊轧机轧制的钛/钛合金带进行脱脂，脱脂过程中采用尼龙刷进行抛光，以去除表面的油污及表层污物，尼龙刷的线速度为钛/钛合金带走带速度的1.2~1.5倍；

（6）脱脂完成后，将钛/钛合金带送至连续退火线进行退火，退火温度设置在650~780℃，钛/钛合金走带的速度V=4~10m/min，保持退火炉中间的真空度≦5×10^-2Pa，退火完成后，即获得超细晶极薄钛/钛合金带。

所述步骤（3）的低压下量为变形量不超过基体材料的15%，低轧制速度为轧制速度不超过10m/min。

本发明利用四辊的大轧制力使钛/钛合金带内的晶粒充分破碎，同时利用二十辊轧机轧制精度高，轧制板型好，轧制表面质量高的特点来实现最终产品的目标厚度、板型及所需的表面质量，采用此方法可使晶粒等级提升两个等级以上，避免了不同轧程间的脱脂、去应力退火、酸洗等工序，使得生产流程大为缩短，大幅提高生产效率。

本发明具有以下优点：

1、钛/钛合金带质量好，操作简单；

2、钛/钛合金带的生产流程短；

3、生产成本低，能获得明显的经济效益。

综上所述，本发明的短流程四辊与二十辊轧机联合生产超细晶极薄钛/钛合金带工艺，其操作方便、能在提高卷表面质量的同时，也使产工序流程大为缩短，提高成材率，降低生产成本，使产品获得良好的市场竞争能力。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述。

实施例1

生产厚度为0.3mm的超细晶极薄钛（TA1）带，通过以下步骤制备：

（1）将热轧机生产厚度为3.15mm、宽800mm的钛/钛合金卷进行完全退火，退火温度为800℃，退火时间220min；

（2）将退火完成后的钛/钛合金带，进行抛丸，抛丸完成后进行酸洗，酸洗完成后进行穿卷；

（3）将四辊轧机的工作辊辊面的粗糙度控制在60~65目，四辊轧机的冷却液采用大油量冷却，在轧制第一道次采用低压下量及低轧制速度进行热辊，低压下量为变形量是基体材料的11%，低轧制速度为轧制速度不超过10m/min，热辊完成后采用4道次将钛/钛合金带轧制至0.65mm间，变形率控制在79.7%；

（4）将轧好的卷带送至二十辊轧机，轧机的工作辊辊面精糙度控制在25~35目，轧制3道次，即实现0.3mm钛/钛合金带的轧制，最后一道次的轧制速度控制在50m/min；

（5）将经二十辊轧机轧制的钛/钛合金带进行脱脂，脱脂过程中采用尼龙刷进行抛光，以去除表面的油污及表层污物，尼龙刷的线速度为钛/钛合金带走带速度的1.2~1.5倍；即脱脂时的走带速度为4m/min，尼龙刷的线速度为6m/min；

（6）脱脂完成后，将钛/钛合金带送至连续退火线进行退火，退火温度设置在700℃，钛/钛合金走带的速度V=6m/min，保持退火炉中间的真空度为3×10^-2Pa，退火完成后，即获得晶粒等级超过12级的超细晶极薄钛/钛合金带。

表18道次轧制的轧制条件

实施例2

生产厚度为0.2mm的超细晶极薄钛合金带（TA10），通过以下步骤制备：

（1）将热轧机生产厚度为3.0mm、宽400mm的TA10钛合金卷进行完全退火，退火温度为850℃，退火时间180min；

（2）将退火完成后的TA10钛合金带，进行抛丸，抛丸完成后进行酸洗，酸洗完成后进行穿卷；

（3）将四辊轧机的工作辊辊面的粗糙度控制在65目，四辊轧机的冷却液采用大油量冷却，在轧制第一道次采用低压下量及低轧制速度进行热辊，低压下量为变形量是基体材料的12%，低轧制速度为轧制速度不超过10m/min，热辊完成后采用5道次将钛/钛合金带轧制至0.65mm间，变形率控制在80%；

（4）将轧好的卷带送至二十辊轧机，轧机的工作辊辊面精糙度控制在25~35目，轧制5道次，即实现0.2mm钛/钛合金带的轧制，最后一道次的轧制速度控制在55m/min；

（5）将经二十辊轧机轧制的钛/钛合金带进行脱脂，脱脂过程中采用尼龙刷进行抛光，以去除表面的油污及表层污物，尼龙刷的线速度为钛/钛合金带走带速度的1.2~1.5倍；即脱脂时的走带速度为4m/min，尼龙刷的线速度为6m/min；

（6）脱脂完成后，将TA10钛合金带送至连续退火线进行退火，退火温度设置在700℃，钛/钛合金走带的速度V=6m/min，保持退火炉中间的真空度为3×10^-2Pa，退火完成后，即获得晶粒等级超过12级的超细晶极薄TA10钛合金带。

表210道次轧制的轧制条件

以上所述，仅是本发明较佳的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例进行简单的修改、变更以及等效结构的变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。