一种钛合金热轧卷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛合金热轧卷的制备方法，属于钛合金加工技术领域。一种钛合金热轧卷的制备方法，包括如下步骤，S1.对厚度为200mm～250mm，宽度≥1200mm的板坯，进行防氧化处理；S2.进行第一次加热，加热温度≤β相变点；S3.先沿宽度方向预轧步骤S2所得板坯，累积变形量≥40％，再沿长度方向预轧至中间厚度；S4.再次进行防氧化处理和β相变点以下的第二次加热；S5.将步骤S4所得板坯依次经1～3道粗轧和多机架精轧后，即得厚度为4mm～10mm的钛合金热轧卷。本发明专利技术提供的制备方法，可获得满足标准的产品，在使用合适的热处理后，获得细小均匀的晶粒组织。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金热轧卷的制备方法
本专利技术属于钛合金加工
，具体涉及一种钛合金热轧卷的制备方法。
技术介绍
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。许多学者都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。其中，TC4合金是钛合金中应用领域最广的一种，因其具有良好的强韧性匹配，广泛应用于航空航天、海洋军工等领域。传统工业生产的钛合金板材，无论是直接使用或者用于制备钛合金带材，为了保证板材组织的均匀化，需进行多火次的锻造，然后进行多火次的轧制。这种方法生产的板材虽然组织性能优良，但所需的轧制工艺，工序复杂，以确保板材组织均匀且具备良好的轧制性能，能耗较高；此外还有形式较为单一，产能小，批次稳定性差等缺点。因此，研发一种组织均一、性能稳定的带材制备方法尤为重要。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种钛合金热轧卷的制备方法，能够省略原料板坯的多次锻造均一化过程，简化了流程，提升了生产效率，同时通过设备和工艺参数的调整，提升了带材的厚度均匀性和组织性能。根据本专利技术的一个方面，提出了一种钛合金热轧卷的制备方法，包括如下步骤，S1.对厚度为200mm～250mm，宽度≥1200mm的板坯，进行防氧化处理；S2.对步骤S1所得板坯进行第一次加热，加热温度≤β相变点；S3.先沿宽度方向预轧步骤S2所得板坯，累积变形率≥40％，再沿长度方向预轧；S4.对步骤S3所得板坯进行防氧化处理和β相变点以下的第二次加热；S5.将步骤S4所得板坯依次经1～3道粗轧和多机架精轧后，即得厚度为4mm～10mm的钛合金带材，将所述带材卷取后，即得所述钛合金热轧卷。根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：(1)本申请制备钛合金热轧带卷所用原料板坯较大，常规的锻造工艺难以锻透板坯，因此若采用非墩拔锻造坯料一次轧制至带卷的方法进行生产，产出的钛合金热轧卷组织均一性较差，而本专利技术通过预轧，充分制调整锻造而产生的组织不均匀情况，经工艺调整实现板材的充分变形，可有效提升宽幅钛合金热轧卷的组织均一性和力学性能，尤其是可得到细小均匀组织，进而带来的塑性指标的提升。(2)本专利技术提供的钛合金热轧卷的制备方法，不需要对原料板坯进行组织的均一化处理，即直接采用铸造或锻造态的板坯，而不需要对其进行墩拔处理，简化了工艺流程，提高了生产效率，降低了生产成本。(3)常规采用非墩拔锻造板坯制备钛合金热轧卷的方法，仅沿长度方向轧制，因此带卷组织具有明显的方向性，且由于原料未进行墩拔处理，铸态组织的单方向拉长造成内部晶粒的极大不均匀；本专利技术提供的制备方法，分别沿横向和纵向进行轧制，降低了晶粒再结晶后的方向性和不均匀性。(4)本专利技术提供的钛合金热轧卷的制备方法，沿宽度方向预轧的累积变形量≥40％，该处理兼具板坯组织均一化和提升钛合金热轧卷室温拉伸延伸率的作用。(5)本专利技术提供的钛合金热轧卷的制备方法，两次加热温度均在β相变点以下，相较于传统工艺使用的一火β相变点以上的加热，避免了跨相变点轧制带来的混晶组织和晶粒动态异常长大，避免了轧制过程中片层状组织的形成和塑性的恶化，进一步提升了钛合金热轧卷的组织均一性和力学性能。(6)本专利技术提供的钛合金热轧卷的制备方法，除可以将钛合金热轧卷作为商品使用、销售外，步骤S3所得板坯以及步骤S5粗轧后所得板坯也满足作为板材使用、销售的标准，增加了同一制备方法可产出产品的种类。在本专利技术的一些实施方式中，所述制备方法，可适用于目前常用的多种钛及钛合金材料，如TA18和TC4等。在本专利技术的一些实施方式中，所述制备方法，还包括在步骤S1之前，对所述板坯进行第一次表面处理。在本专利技术的一些实施方式中，所述第一次表面处理，包括以清水清洁板坯表面后，风干。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述板坯，表面粗糙度≤25μm，若粗糙度过高，可以采用机械打磨后再应用。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述防氧化处理，是将防氧化涂层均匀涂至所述板坯所有表面，涂覆次数为2～3次。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述第一次加热，在步进炉中进行，待加热的板坯经辊道运输后装至所述步进炉中。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述第一次加热，包括依次进行的预热、加热和保温处理。在本专利技术的一些实施方式中，所述第一次加热的预热和加热的总时长≤1h。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述第一次加热的保温处理，时长为3h～5h。所述保温处理过程中，应避免加热火焰直接喷射在待加热的板坯上，以免出现局部过热，进而降低组织均一性的问题。当所述钛合金热轧卷的材质为TC4钛合金时，第一次加热的保温温度为910℃～960℃。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述累计变形率，参考式(1)进行计算；变形率＝(变形前厚度-变形后厚度)/变形前厚度×100％(1)。所述厚度，指h值。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿宽度方向预轧，是指所述板坯的宽度a与轧机传送带运行方向平行。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿宽度方向预轧，单次压下量≤25mm。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿宽度方向预轧，预轧后所得中间板坯的宽度约等于所述钛合金热轧卷的目标宽度。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿长度方向预轧，终轧压下量≤1mm，其余道次压下量≤15mm。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿长度方向预轧，是指所述板坯的长度b与轧机传送带运行方向平行。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿宽度方向预轧的压下量与所述沿长度方向预轧的压下量的比值，与所述钛合金热轧卷的性能相关。所述沿长度方向预轧，终轧压下量≤1mm的原因是，控制厚度的精度，当终轧压下量＞1mm时，则所得板坯厚度精度难以满足要求。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述沿长度方向预轧，终轧温度≥750℃，终轧厚度为60mm～100mm。在本专利技术的一些实施方式中，所述制备方法，还可以包括在步骤S3和S4之间，对步骤S3所得板坯进行带温矫直，以控制板坯平整度≤5mm/m。在本专利技术的一些实施方式中，所述制备方法，还包括在步骤S4中，所述防氧化处理之前，对所述带温矫直处理后的板坯，进行整形处理。在本专利技术的一些实施方式中，所述整形处理，包括依次进行的定尺、修磨、打磨和酸洗。在本专利技术的一些实施方式中，所述定尺，在锯床上进行；所述修磨，工具为修磨机。在本专利技术的一些实施方式中，所述打磨，工具为千叶轮，目的是去除局部压入和裂纹。在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述第二次加热，在步进炉中进行，待加热的板坯经辊道运输后装至所述步进炉中。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金热轧卷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，/nS1.对厚度为200mm～250mm，宽度≥1200mm的板坯，进行防氧化处理；/nS2.对步骤S1所得板坯进行第一次加热，加热温度≤β相变点；/nS3.先沿宽度方向预轧步骤S2所得板坯，累积变形率≥40％，再沿长度方向预轧；/nS4.对步骤S3所得板坯进行防氧化处理和β相变点以下的第二次加热；/nS5.将步骤S4所得板坯依次经1～3道粗轧和多机架精轧后，即得厚度为4mm～10mm的钛合金带材，将所述带材卷取后，即得所述钛合金热轧卷。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛合金热轧卷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1.对厚度为200mm～250mm，宽度≥1200mm的板坯，进行防氧化处理；
S2.对步骤S1所得板坯进行第一次加热，加热温度≤β相变点；
S3.先沿宽度方向预轧步骤S2所得板坯，累积变形率≥40％，再沿长度方向预轧；
S4.对步骤S3所得板坯进行防氧化处理和β相变点以下的第二次加热；
S5.将步骤S4所得板坯依次经1～3道粗轧和多机架精轧后，即得厚度为4mm～10mm的钛合金带材，将所述带材卷取后，即得所述钛合金热轧卷。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一次加热，包括依次进行的预热、加热和保温处理，优选的，所述保温处理，时长为3h～5h。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预热和加热的总时长≤1h。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正乔，涂爱东，蒋孟玲，孔玢，陈彦辉，余世伦，
申请(专利权)人：湖南湘投金天钛金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43