一种纯钛大规格板材的生产加工方法技术

技术编号:18589934 阅读:35 留言:0更新日期:2018-08-04 19:35
一种纯钛大规格板材的生产加工方法,包括采用EB电子束冷床熔炼炉生产的纯钛铸坯扁锭作为坯料,初步处理后,使用防氧化涂料板坯进行表面均匀涂覆,之后送入步进炉内,依次进行600~700℃预热段加热、850~880℃加热段加热和900~930℃均热段加热处理等操作。本发明专利技术的能够采用现有钢厂的生产设备大批量生产厚度≤200mm、宽度≤4000mm、长度≤20000mm的纯钛大规格板材,填补国内宽度>2800mm、长度>12000mm工业纯钛大规格板材的产品空白。同时,该加工方法可显著改善纯钛坯料一火加热过程过氧化导致的板材橘皮及麻点缺陷,有效减少了板材的修磨量,避免了钛金属材料的过多损耗,成品质量好。

Production and processing method of a large pure titanium sheet

A production and processing method of pure titanium sheet, including pure titanium billet ingot produced by EB electron beam cold bed smelting furnace, is used as blank. After preliminary treatment, the surface is evenly coated with anti oxidizing coating slab and then sent into a step furnace. The preheating section, 600~700 C preheating section, 850~880 centigrade heating section, and 9 are carried out in turn. The heat treatment of the 00~930 C is the heat treatment. The invention can use the production equipment of the existing steel plant to produce large quantities of pure titanium sheet with thickness less than 200mm, width less than 4000mm and length less than 20000mm, and fill in the blank of the domestic width > 2800mm, length > 12000mm industrial pure titanium sheet. At the same time, the processing method can significantly improve the defects of sheet orange and pitting caused by the oxidation of the pure titanium billet during a fire heating process, effectively reducing the grinding capacity of the plate, avoiding excessive loss of titanium metal material and good quality of the finished product.

【技术实现步骤摘要】
一种纯钛大规格板材的生产加工方法
本专利技术涉及钛板的加工制备工艺
,具体的说是一种纯钛大规格板材的生产加工方法。
技术介绍
工业纯钛具有优异的耐蚀、力学及工艺性能,多用于制造耐蚀设备,尤其是热交换器、反应器、电解槽、管道、泵、阀等,在石油、化工、冶金、电力、环保等领域应用广泛,占钛及钛合金总用量60%以上。随着工业的进步以及装备大型化、可靠性和高结构效益的发展需求,钛金属设备的设计也朝着大型化、少焊缝的发展趋势不断前进,以减少焊缝区域的安全隐患,提高设备使用寿命。因此,工业领域对于大规格纯钛板的需求旺盛。目前,国内现有专业钛厂受轧机设备限制,钛板加工宽度多为≤1220mm,最大仅能生产宽度≤2800mm、长度≤12000mm的板材,对于更大规格板材,没有成熟的技术和稳定的生产工艺,为技术空白。为满足大规格板材生产,需投资大型轧机及配套设备,投资巨大,显然不具有经济可行性,因此借助钢厂大型宽幅轧机及配套设备生产,为纯钛大规格板材制备提供了很好的思路。但是由于工业纯钛与钢铁本身在金属材料特性及加工工艺要求方面具有显著差异,且传统专业钛厂与钢厂在加热炉等设备上差异巨大,在纯钛大规格板材钢厂生产时,常常会遇到一些质量问题,对板材产品质量、成本、得料率等产生较大影响。例如,工业纯钛相比于钢铁热导率小,仅为钢的1/5,不易热透;纯钛高温下易氧化,生产大规格板使用190~350mm超厚EB铸坯更具成本效益。因为,一火轧制坯料的加热温度通常在β相变点以上(β相变点为880~900℃),所需加热温度较高、加热时间较长,易沿坯料铸态粗大晶粒晶界处深入氧化,形成具有一定深度的氧化橘皮及氧化麻点缺陷,一火轧制后板坯打磨去除量大,尤其边部0~100mm范围内,过氧化缺陷更为严重,甚至无法使用,在设计阶段需要将坯料宽度额外增宽50~200mm,以保证定尺后成品规格,因此磨料及钛金属材料损耗大,成本高。此外,钢厂普遍采用高炉或转炉煤气和天然气混合气氛火焰烧嘴明火加热坯料,炉子结构为步进式加热炉,相比于传统专业钛厂电炉加热,坯料表面更易产生上述过氧化缺陷,问题尤为突出。综上所述,需要开发一种纯钛大规格板材的加工方法,以解决纯钛大规格板材在钢企生产时产生的质量及成本问题,以实现纯钛大规格板材高质量、低成本批量化生产,并填补国内宽度>2800mm、长度>12000mm大规格纯钛板的产品空白。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种纯钛大规格板材的生产加工方法,该方法能够采用现有钢厂的生产设备大批量生产厚度≤200mm、宽度≤4000mm、长度≤20000mm的纯钛大规格板材,以填补国内宽度>2800mm、长度>12000mm工业纯钛大规格板材的产品空白。同时,该加工方法可显著改善纯钛坯料一火加热过程过氧化导致的板材橘皮及麻点缺陷,有效减少了板材的修磨量,避免了钛金属材料的过多损耗,成品质量好,有效满足了钛制设备现在及未来大型化的发展需求。本专利技术为解决上述技术问题,所采用的技术方案是:一种纯钛大规格板材的生产加工方法,包括以下步骤:步骤一、采用EB电子束冷床熔炼炉生产的纯钛铸坯扁锭作为坯料,之后,对坯料表面进行机加工、锯切和表面缺陷修磨去除后,制得厚度为190~350mm、宽度为1280~2400mm、长度为2100~3900mm的板坯,备用;步骤二、采用防氧化涂料对步骤一制得的板坯进行表面均匀涂覆,以形成厚度为0.10~0.20mm的涂覆层,并置于阴凉处自然晾干,备用;步骤三、将步骤二制得的板坯送入步进炉内,依次进行预热段、加热段和均热段的加热处理,其中,预热段的炉膛温度为600~700℃,保温2~3h,加热段的炉膛温度为850~880℃,保温时间系数为0.4~0.6min/mm,均热段的炉膛温度为900~930℃,保温时间系数为0.3~0.5min/mm,加热处理结束后,采用4200mm宽幅轧机对板坯进行一火轧制,并控制其变形量为40~90%,制得板材,备用;步骤四、采用辊底炉对步骤三制得的板材进行连续退火,控制退火温度为620~720℃,退火保温时间当板材厚度h≤25mm时,为1.5min/mm*h+(20~50)min,当板材厚度h>25mm时,为(50~80)min+2*(h-25)min;之后,采用热矫直机对板材进行板形矫正,使板材不平度≤5mm/m;步骤五、采用抛丸酸洗法对步骤四制得的板材进行表面氧化层去除,定尺后,即得成品纯钛大规格板材。进一步的,所述成品纯钛大规格板材的厚度≥60mm。进一步的,当成品纯钛大规格板材的厚度<60mm时,在板材进行连续退火前,需对一火轧制后的板材进行二次加热和二火轧制,且一火轧制后板材的厚度控制为60~150mm。进一步的,所述二次加热和二火轧制的具体操作方法为:将一火轧制后制得的板材再次置于步进炉内,依次进行预热段和均热段的二次加热处理,其中,预热段的炉膛温度为600~700℃,保温1~1.5h,均热段的炉膛温度为850~880℃,保温时间系数为0.6~1.0min/mm,二次加热处理结束后,采用4200mm宽幅轧机对板材进行二火轧制,并控制两次轧制的总变形量为50~90%。进一步的,所述板材在一火轧制和二次加热之间,还设置有对板材进行表面修磨处理的步骤。进一步的,所述表面修磨处理步骤的具体操作为:采用SiC材质砂轮对一火轧制后的板材进行扒皮,之后,采用千叶轮对其表面进行抛光。进一步的,所述砂轮和千叶轮的型号为40~80#。有益效果:1、本专利技术提供的一种纯钛大规格板材的加工方法,无需新增设备投资,即可借助钢厂现有设备批量化稳定生产厚度≤200mm、宽度≤4000mm、长度≤20000mm的大规格纯钛板材,填补了现有技术中宽度>2800mm、长度>12000mm的大规格纯钛板的产品空白。同时,成品质量好,有效满足了钛制设备现在及未来大型化的发展需求。2、本专利技术采用EB铸坯用于轧制坯料,相比于传统VAR熔炼锻造板坯,无需多次熔炼及锻造,生产流程短、金属材料损耗量小,板坯得料率高、生产成本低,尤其在大规格坯料制备方面更具优势,通过一次EB熔炼即可获得4~14吨可直接轧制的坯料。3、本专利技术的加工方法,通过在一火轧制板坯表面涂覆适宜的防氧化涂料,同时优化板坯的加热工艺操作参数,最大限度的减少了板坯在880℃以上高温段的加热氧化时间,有效避免了EB铸态板坯表面晶界处及板坯边部过氧化缺陷的发生,从而大幅减少一火轧制后板材表面氧化橘皮及麻点缺陷的深度和广度。采用本专利技术的加工方法生产后,一火后板材的打磨量减少60%以上,同时边部50~200mm范围内无需切除,可用于正常成品轧制,从而大大的降低了打磨物料及钛材金属的损耗,板材得料率提高2%以上,打磨工序生产效率提升40%以上,生产成本得到降低,生产效率大幅提升。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明:一种纯钛大规格板材的生产加工方法,包括以下步骤:第一步、坯料准备:采用EB电子束冷床熔炼炉生产的铸坯扁锭做为轧制用坯料。铸坯经表面机加工、锯切及表面缺陷修磨去除后,制备出厚度190~350mm、宽度1280~2400mm、长度2100~3900mm可直接用于一火开坯轧制的坯料;第二步、坯料表面处理:采用TZK-5型钛本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种纯钛大规格板材的生产加工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、采用EB电子束冷床熔炼炉生产的纯钛铸坯扁锭作为坯料,之后,对坯料表面进行机加工、锯切和表面缺陷修磨去除后,制得厚度为190~350mm、宽度为1280~2400mm、长度为2100~3900mm的板坯,备用;步骤二、采用防氧化涂料对步骤一制得的板坯进行表面均匀涂覆,以形成厚度为0.10~0.20mm的涂覆层,并置于阴凉处自然晾干,备用;步骤三、将步骤二制得的板坯送入步进炉内,依次进行预热段、加热段和均热段的加热处理,其中,预热段的炉膛温度为600~700℃,保温2~3h,加热段的炉膛温度为850~880℃,保温时间系数为0.4~0.6min/mm,均热段的炉膛温度为900~930℃,保温时间系数为0.3~0.5min/mm,加热处理结束后,采用4200mm宽幅轧机对板坯进行一火轧制,并控制其变形量为40~90%,制得板材,备用;步骤四、采用辊底炉对步骤三制得的板材进行连续退火,控制退火温度为620~720℃,退火保温时间当板材厚度h≤25mm时,为1.5min/mm*h+(20~50)min,当板材厚度h>25mm时,为(50~80)min+2*(h‑25)min;之后,采用热矫直机对板材进行板形矫正,使板材不平度≤5mm/m;步骤五、采用抛丸酸洗法对步骤四制得的板材进行表面氧化层去除,定尺后,即得成品纯钛大规格板材。...

【技术特征摘要】
1.一种纯钛大规格板材的生产加工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、采用EB电子束冷床熔炼炉生产的纯钛铸坯扁锭作为坯料,之后,对坯料表面进行机加工、锯切和表面缺陷修磨去除后,制得厚度为190~350mm、宽度为1280~2400mm、长度为2100~3900mm的板坯,备用;步骤二、采用防氧化涂料对步骤一制得的板坯进行表面均匀涂覆,以形成厚度为0.10~0.20mm的涂覆层,并置于阴凉处自然晾干,备用;步骤三、将步骤二制得的板坯送入步进炉内,依次进行预热段、加热段和均热段的加热处理,其中,预热段的炉膛温度为600~700℃,保温2~3h,加热段的炉膛温度为850~880℃,保温时间系数为0.4~0.6min/mm,均热段的炉膛温度为900~930℃,保温时间系数为0.3~0.5min/mm,加热处理结束后,采用4200mm宽幅轧机对板坯进行一火轧制,并控制其变形量为40~90%,制得板材,备用;步骤四、采用辊底炉对步骤三制得的板材进行连续退火,控制退火温度为620~720℃,退火保温时间当板材厚度h≤25mm时,为1.5min/mm*h+(20~50)min,当板材厚度h>25mm时,为(50~80)min+2*(h-25)min;之后,采用热矫直机对板材进行板形矫正,使板材不平度≤5mm/m;步骤五、采用抛丸酸洗法对步骤四制得的板材进行表面氧化层去除,定尺后,即得成品纯钛大规格...

【专利技术属性】
技术研发人员:李渤渤张强毛人杰李洋陈学伟聂胜东刘茵琪
申请(专利权)人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司
类型:发明
国别省市:河南,41

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