一种卷式生产TA3钛板的退火方法技术

一种卷式生产TA3钛板的退火方法，本发明专利技术对不同化学成分和冷轧变形量的TA3卷材通过不同的退火工艺，获得晶粒细小、性能合格并均匀的TA3板材，本发明专利技术具有生产效率高、外观质量好、成本较低，同批次板材的力学性能和微观组织的均匀一致程度较高，厚度公差和同板差可稳定控制等特点，适合大范围的推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种卷式生产TA3钛板的退火方法
本专利技术为一种钛材的退火方法，具体涉及一种卷式生产TA3钛板的退火方法。
技术介绍
已知的，TA3工业纯钛因具有塑性高、强度适中、比强度高、耐蚀性强等特点，在船舶、航空和医疗等领域得到了广泛应用，特别是在医疗领域，由于钛及钛合金耐蚀性好且具有优良的生物相容性，在生物医用金属材料领域份额较大，得到了越来越广泛的应用，每年保持10%以上的增长趋势；其中，TA3钛板由于成本和性能优势，在医用金属材料领域占有重要地位，使用量也逐年增加。目前工业纯钛TA1和TA2塑性高，因此可以采用卷式生产方法制备，最大轧程变形率可达到75%以上，工业纯钛TA3中，Fe、O、C和N等杂质元素含量更高，Fe和O元素是专门添加的、含量较高，因此强度更高、塑性则稍低，以前对于TA3板材的生产主要是采用热轧块式生产法、断续生产，厚度公差和同板差较大，与热轧法相比，使用卷式生产效率高、流程短、成本低，可生产更薄规格的板（最薄0.5～1mm，常用1～4mm）、厚度公差精确（最小可实现0～0.05mm公差）、同板差小（0～0.1mm），而且卷式生产钛板的性能更均匀；但是，对应于不同厚度的板材，卷式生产法需要不同的冷轧变形量、相应的成品需要不同的退火工艺，才能获得良好的性能和组织结合，那么如何提供一种较为合理的退火方法就成了本领域技术人员的长期技术诉求。
技术实现思路
为克服
技术介绍
中存在的不足，本专利技术提供了一种卷式生产TA3钛板的退火方法，本专利技术对不同化学成分和冷轧变形量的TA3卷材通过不同的退火工艺，获得晶粒细小、性能合格并均匀的TA3板材，使TA3板材的生产更加快捷、生产流程缩短、大大降低了生产成本等。为实现如上所述的专利技术目的，本专利技术采用如下所述的技术方案：一种卷式生产TA3钛板的退火方法，具体包括如下步骤：一、生产TA3板坯：首先使用O级海绵钛和纯度99.5%～100%的二氧化钛粉混合后压制电极，然后通过熔炼设备进行熔炼获得铸锭，对合格的铸锭进行锻造，得到铸态组织破碎、晶粒较均匀的TA3板坯，板坯厚度100～220mm，然后利用天然气或煤气加热TA3板坯，TA3板坯保温温度830～900℃、保温时间1～8h，保温结束后通过多道次轧制，获得3～10mm厚度的热轧卷，随后采用大气连续退火的方式进行退火，退火温度680～780℃、时间2～15min，退火后进行抛丸和酸洗，将表面氧化层去除，为后续冷轧做准备；二、生产TA3钛卷：接上步，将上步获取的TA3板坯通过轧机轧制成TA3钛卷，在张力作用下进行多道次轧制，道次变形量≤10%、总变形量为10～55%；三、退火处理：接上步，对冷轧成品TA3钛卷进行真空退火或大气气氛退火，所述真空退火可以整卷进行，也可分切为板进行，退火后为光亮面，或将钛卷分切为钛板进行大气气氛退火，退火后为氧化表面；四、后续处理：接上步，对大气退火后性能合格的TA3钛板，进行碱酸洗获得成品TA3钛板，或者进行喷砂/抛丸和酸洗处理，若表面有缺陷、修磨后再进行喷砂/抛丸和酸洗处理，得到合格的成品TA3钛板。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，所述第一步中熔炼设备为真空自耗电弧炉，熔炼的次数为1～3次，锻造次数为1～3火次。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，所述第一步中的TA3钛板包括低杂质TA3和常用TA3，所述低杂质TA3为杂质元素含量分别是Fe0.12～0.2%、O0.15～0.2%、N≤0.02%、C≤0.05%和H≤0.01%，最大冷轧变形量可达到55%左右，所述常用TA3为杂质元素含量分别是Fe0.18～0.3%、O0.18～0.3%、N≤0.03%、C≤0.05%和H≤0.01%，最大冷轧变形量一般≤50%。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，第二步中所述的轧机为可逆轧机。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，所述第二步中，冷轧总变形量超过55%，需要进行多轧程的冷轧，两次冷轧之间进行半成品真空退火，成品厚度0.5～6mm。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，所述第三步中的真空退火，一般以整卷的方式在罩式炉中真空退火，半成品和成品退火温度600～700℃，抽真空（≤10-2Pa）升温到400～550℃，充少量氩气加强热量循环，退火温度根据钛卷成分和冷轧变形量确定，退火温度600～700℃、保温时间3～10h，具体保温时间依据变形量和钛卷的卷径确定，卷径大则退火时间长。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，所述氩气的充气量为1000～20000Pa。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，采用真空罩式炉退火后，对钛卷进行平整和矫直，然后分切成板使用，满足不平度≤8mm/m要求，若对钛板的不平度要求≤5mm/m，则采用中低温压矫形或蠕变矫形的方法进行板形改善。所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，所述第三步中的大气气氛退火，将钛卷分切成需要的尺寸整齐摆放，在电阻炉或地坑炉中通过压钢板进行压矫形退火，退火温度550～700℃、具体保温温度根据钛板成分和冷轧变形量确定，冷轧变形量大、则退火温度高，保温时间一般为2～24h，具体保温时间依据钛板的厚度和所压钢板的总厚度确定。采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下所述的优越性：本专利技术所述的一种卷式生产TA3钛板的退火方法，本专利技术对不同化学成分和冷轧变形量的TA3卷材通过不同的退火工艺，获得晶粒细小、性能合格并均匀的TA3板材，本专利技术具有生产效率高、外观质量好、成本较低，同批次板材的力学性能和微观组织的均匀一致程度较高，厚度公差和同板差可稳定控制等特点，适合大范围的推广和应用。【具体实施方式】通过下面的实施例可以更详细的解释本专利技术，本专利技术并不局限于下面的实施例；本专利技术所述的一种卷式生产TA3钛板的退火方法，具体包括如下步骤：一、生产TA3板坯：首先使用O级海绵钛和纯度99.5%～100%的二氧化钛粉混合后压制电极，然后通过熔炼设备进行熔炼获得铸锭，对合格的铸锭进行锻造，得到铸态组织破碎、晶粒较均匀的TA3板坯，其中所述熔炼设备为真空自耗电弧炉，熔炼的次数为1～3次，锻造次数为1～3火次；板坯厚度100～220mm，然后利用天然气或煤气加热TA3板坯，TA3板坯保温温度830～900℃、保温时间1～8h，保温结束后通过多道次轧制，获得3～10mm厚度的热轧卷，随后采用大气连续退火的方式进行退火，退火温度680～780℃、时间2～15min，退火后进行抛丸和酸洗，将表面氧化层去除，为后续冷轧做准备，其中TA3钛板包括低杂质TA3和常用TA3，所述低杂质TA3为杂质元素含量分别是Fe0.12～0.2%、O0.15～0.2%、N≤0.02%、C≤0.05%和H≤0.01%，最大冷轧变形量可达到55%左右，所述常用TA3为杂质元素含量分别是Fe0.18～0.3%、O0.18～0.3%、N≤0.03%、C≤0.05%和H≤0.01%，最大冷轧变形量一般≤50%；二、生产TA3钛卷：接上步，将上步获取的TA3板坯通过可逆轧机轧制成TA3钛卷，在张力作用下进行多道次轧制，道次变形量≤10%、总变形量为10～55%，当冷轧总变形量超过55%时，需要进行多轧程的冷轧，两次冷轧之间进行半成品真空退火，成品厚度0.5～6mm；三、退火处理：接上步，对冷轧成品T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：具体包括如下步骤：一、生产TA3板坯：首先使用O级海绵钛和纯度99.5%～100%的二氧化钛粉混合后压制电极，然后通过熔炼设备进行熔炼获得铸锭，对合格的铸锭进行锻造，得到铸态组织破碎、晶粒较均匀的TA3板坯，板坯厚度100～220mm，然后利用天然气或煤气加热TA3板坯，TA3板坯保温温度830～900℃、保温时间1～8h，保温结束后通过多道次轧制，获得3～10mm厚度的热轧卷，随后采用大气连续退火的方式进行退火，退火温度680～780℃、时间2～15min，退火后进行抛丸和酸洗，将表面氧化层去除，为后续冷轧做准备；二、生产TA3钛卷：接上步，将上步获取的TA3板坯通过轧机轧制成TA3钛卷，在张力作用下进行多道次轧制，道次变形量≤10%、总变形量为10～55%；三、退火处理：接上步，对冷轧成品TA3钛卷进行真空退火或大气气氛退火，所述真空退火可以整卷进行，也可分切为板进行，退火后为光亮面，或将钛卷分切为钛板进行大气气氛退火，退火后为氧化表面；四、后续处理：接上步，对大气退火后性能合格的TA3钛板，进行碱酸洗获得成品TA3钛板，或者进行喷砂/抛丸和酸洗处理，若表面有缺陷、修磨后再进行喷砂/抛丸和酸洗处理，得到合格的成品TA3钛板。...

【技术特征摘要】
1.一种卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：具体包括如下步骤：一、生产TA3板坯：首先使用O级海绵钛和纯度99.5%～100%的二氧化钛粉混合后压制电极，然后通过熔炼设备进行熔炼获得铸锭，对合格的铸锭进行锻造，得到铸态组织破碎、晶粒较均匀的TA3板坯，板坯厚度100～220mm，然后利用天然气或煤气加热TA3板坯，TA3板坯保温温度830～900℃、保温时间1～8h，保温结束后通过多道次轧制，获得3～10mm厚度的热轧卷，随后采用大气连续退火的方式进行退火，退火温度680～780℃、时间2～15min，退火后进行抛丸和酸洗，将表面氧化层去除，为后续冷轧做准备；二、生产TA3钛卷：接上步，将上步获取的TA3板坯通过轧机轧制成TA3钛卷，在张力作用下进行多道次轧制，道次变形量≤10%、总变形量为10～55%；三、退火处理：接上步，对冷轧成品TA3钛卷进行真空退火或大气气氛退火，所述真空退火采用整卷进行或分切为板进行，退火后为光亮面，或将钛卷分切为钛板进行大气气氛退火，退火后为氧化表面；四、后续处理：接上步，对大气退火后性能合格的TA3钛板，进行碱酸洗获得成品TA3钛板，或者进行喷砂/抛丸和酸洗处理，若表面有缺陷、修磨后再进行喷砂/抛丸和酸洗处理，得到合格的成品TA3钛板。2.根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第一步中熔炼设备为真空自耗电弧炉，熔炼的次数为1～3次，锻造次数为1～3火次。3.根据权利要求1所述的卷式生产TA3钛板的退火方法，其特征是：所述第一步中的TA3钛板包括低杂质TA3和常用TA3，所述低杂质TA3为杂质元素含量分别是Fe0.12～0.2%、O0.15～0.2%、N≤0.02%、C≤0.05%和H≤0.01%，最大冷轧变形量达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘喜波，李洋，李渤渤，顾新盛，
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