一种钛合金板材连续冷轧模具制造技术

一种钛合金板材连续冷轧模具，用于钛合金板的连续冷轧生产；若干块钛合金板以设定间距设置在连续冷轧模具上构成轧制复合体，然后通过可逆冷轧机进行往复多道次连续轧制，从而将现有TC4钛合金板材单块式轧制转变为恒辊缝状态下的稳速、稳态、连续化轧制，极大提高了钛合金板材的生产效率；另外通过在连续冷轧模具上设置导流沉槽来控制钛合金板材在轧制过程中的流动方向，得到具有各向同性的高强度、高韧性、高板形质量的钛合金板材，同时使钛合金板材产品的头尾、横向尺寸精度均得到良好控制，最终成品无需再进行切边，因此极大降低了切废和工艺废品，使钛合金板材的生产成本得以大幅下降。下降。下降。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金板材连续冷轧模具


[0001]本技术涉及钛及钛合金生产
，具体涉及一种钛合金板材连续冷轧模具。

技术介绍

[0002]钛及钛合金板材是钛加工材的主要产品，2020年国内钛加工材产量不足10万吨，其中钛板材的产量超过了5万吨，占比约55%。钛板材具有轻质、高强、耐腐蚀和高温力学性能好的优点，因而广泛应用在国防工业、航空航天、石油化工、制盐制碱、船舶制造、海滨电站及医疗体育等行业。
[0003]TC4钛合金的合金成份是Ti
‑
6Al
‑
4V，具有显著的高强度、抗高温蠕变等优点，是所有钛合金中应用最为广泛的品种之一。但由于TC4存在强度高、加工难度大的问题，尤其是薄板产品普遍存在板形和机械性能各向异性的缺陷，因而其生产成品率低，导致销售价格居高不下；以海绵钛价格每吨7万元计，宽度1000mm，厚度0.5mm的中高端品质TC4薄板的销售价格超过了每吨30万元，使得TC4合金板材的大规模推广应用受到一定限制，尤其是体现在民品应用领域。
[0004]因而，提高TC4钛合金板材尤其是宽幅薄板的生产效率、成品率、板形质量和降低机械性能的各向异性，进而降低产品的生产成本和销售价格已成为钛合金板材加工行业亟待解决的技术难题之一。
[0005]目前国内外TC4钛合金板材所采用的生产设备及轧制生产工艺的研发状况如下所述：
[0006]一、很多企业为了降低投资，多借用钢铁等轧制生产线进行代料加工，但由于设备的专业化程度低，导致产品的性能和质量不稳定，尤其是产品的均匀性和一致性程度差。最为重要的是，宽幅TC4板材产品的板形质量和各向异性在目前钢铁行业所配置的轧机上生产时基本处于不受控状态，导致最终产品的性能及质量根本无法满足实际应用的要求。
[0007]二、采用传统的“二人转”式板材冷轧机进行人工辅助单块式法生产，其单块式、间断性的冷轧生产方式不仅存在连续化程度低、生产效率低的问题，同时在轧制过程中存在冷轧机频繁咬料、抛料、频繁升降速问题，都进一步恶化了TC4板材轧制过程的变形条件，还有现有的传统对称式冷轧变形方法还难以彻底解决产品各向异性技术难题。有统计数据证明，传统单块式法生产工艺冷轧的TC4板材综合成品率只有50%，但其能源消耗吨产品用电量却超过了1万千瓦时。另外，利用传统块片生产工艺冷轧的TC4钛合金板材产品的头尾、横向尺寸精度和板形控制难度大，最终成品需进行切边，导致切废和工艺废品居高不下。
[0008]三、TC4钛合金板材连续冷轧生产工艺的研制目前也遇到无法逾越的技术瓶颈，由于TC4钛合金特殊的晶格类型，因而难以实现像铝板带、铜板带以及纯钛TA1、TA2、TA3板带的卷式工艺进行高效生产。目前，国内外TC4钛合金板材以带式法生产工艺的开发均未成功，有个别企业试制成卷，但因产品的各向异性、强度、韧性等原因不能满足市场要求。另外，带式法连续轧制生产工艺从根源上为全纵向轧制，无法解决TC4板材产品的各向异性问
题。所以，现有卷式工艺及带式工艺生产技术均不适合TC4钛合金板材的连续生产。

技术实现思路

[0009]为了克服
技术介绍
中的不足，本技术公开了一种钛合金板材连续冷轧模具，用于单块钛合金板材的连续冷轧生产；连续冷轧模具为矩形板状，上板面均布设置有若干沉槽；钛合金板材冷轧生产时，若干块钛合金板材设置在连续冷轧模具的沉槽中，由连续冷轧模具带动若干块钛合金板通过可逆冷轧机进行往复多道次连续轧制，从而将现有的人工辅助TC4钛合金板材单块式轧制转变为恒辊缝状态下的稳速、稳态、连续化轧制，极大提高了TC4钛合金板材的生产效率；另外连续冷轧模具上设置的沉槽限制了TC4钛合金板材在轧制过程中的流动方向，实现轧制过程TC4钛合金板材的纵向导流或横向导流的控制，通过可逆冷轧机交替对TC4钛合金板材进行纵向导流和横向导流往复多道次连续轧制，最终得到具有各向同性的高强度、高韧性、高板形质量的TC4钛合金板材，同时极大降低了切废和工艺废品，使TC4钛合金板材的生产成本得以大幅下降。
[0010]为了实现所述技术目的，本技术采用如下技术方案：一种钛合金板材连续冷轧模具，用于单块钛合金板材的连续冷轧生产；连续冷轧模具为矩形板状，上板面均布设置有若干沉槽；钛合金板材冷轧生产时，若干块钛合金板材设置在连续冷轧模具的沉槽中，由连续冷轧模具带动若干块钛合金板通过可逆冷轧机进行往复多道次连续轧制，从而将现有的人工辅助TC4钛合金板材单块式轧制转变为恒辊缝状态下的稳速、稳态、连续化轧制，极大提高了TC4钛合金板材的生产效率。
[0011]进一步的，连续冷轧模具包括粗轧模具、精轧模具、矫正模具；粗轧模具、精轧模具、矫正模具的屈服强度大于需轧制钛合金板的屈服强度；粗轧模具包括粗轧纵向导流模具和粗轧横向导流模具；精轧模具包括精轧纵向导流模具和精轧横向导流模具；
[0012]粗轧纵向导流模具、粗轧横向导流模具、精轧纵向导流模具、精轧横向导流模具、矫正模具均为板状，其中粗轧纵向导流模具、粗轧横向导流模具、精轧纵向导流模具、精轧横向导流模具的上板面均布设置有若干导流槽，其中矫正模具的上板面均布设置有若干矫正槽；
[0013]钛合金板材在轧制过程中，需经过粗轧、精轧、矫正三个工序；在粗轧中，钛合金板材配合使用粗轧纵向导流模具和粗轧横向导流模具，将若干块钛合金板材设置在粗轧纵向导流模具、粗轧横向导流模具的导流槽中，在钛合金板材上部再设置柔性覆板，构成轧制复合体；在精轧中，钛合金板材配合使用精轧纵向导流模具和精轧横向导流模具，将若干块钛合金板材设置在精轧纵向导流模具、精轧横向导流模具的导流槽中，在钛合金板材上部再设置柔性覆板，构成轧制复合体；轧制复合体通过可逆冷轧机进行往复多道次连续轧制，从而将现有的人工辅助TC4钛合金板材单块式轧制转变为恒辊缝状态下的稳速、稳态、连续化轧制，极大提高了TC4钛合金板材的生产效率；另外在粗轧、精轧过程中，导流模具设置的导流槽控制了钛合金板材在轧制变形过程中材料的流动方向，解决了以往钛合金板材连续冷轧后存在的各向异性问题，极大提高了轧制后钛合金板材的机械性能；同时TC4钛合金板材在冷轧变形过程中，因受到导流沉槽控制，使TC4钛合金板材产品的头尾、横向尺寸精度均得到良好控制，最终成品无需再进行切边，因此极大降低了切废和工艺废品，使TC4钛合金板材的生产成本得以大幅下降；
[0014]在矫正轧制中，矫正模具上的矫正槽对钛合金板材的板形做进一步矫正，同时对钛合金板材在精轧后残留的各向异性做进一步弱化，以充分保证钛合金板材成品的质量。
[0015]进一步的，粗轧纵向导流模具上板面的导流槽为粗轧纵向导流槽，粗轧纵向导流槽的长度大于需轧制的钛合金板的长度，宽度与需轧制的钛合金板的宽度相等，粗轧纵向导流槽宽度与需轧制的钛合金板宽度之间设置有间隙；在粗轧纵向导流模具上进行钛合金板材的粗轧时，粗轧纵向导流槽对钛合金板材的变形流动进行控制，使钛合金板材只发生全纵向轧制；粗轧横向导流模具上板面的导流槽为粗轧横向导流槽，粗轧横向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金板材连续冷轧模具，用于单块钛合金板（2）材的连续冷轧生产；其特征是：连续冷轧模具（1）为矩形板状，上板面均布设置有若干沉槽；钛合金板材冷轧生产时，若干块钛合金板材设置在连续冷轧模具（1）的沉槽中，由连续冷轧模具（1）带动若干块钛合金板（2）通过可逆冷轧机进行往复多道次连续轧制；连续冷轧模具（1）包括粗轧模具（1.1）、精轧模具（1.2）、矫正模具（1.3）,粗轧模具（1.1）、精轧模具（1.2）、矫正模具（1.3）的屈服强度大于需轧制钛合金板（2）的屈服强度；粗轧模具（1.1）包括粗轧纵向导流模具（1.1.1）和粗轧横向导流模具（1.1.2）；精轧模具（1.2）包括精轧纵向导流模具（1.2.1）和精轧横向导流模具（1.2.2）；粗轧纵向导流模具（1.1.1）、粗轧横向导流模具（1.1.2）、精轧纵向导流模具（1.2.1）、精轧横向导流模具（1.2.2）、矫正模具（1.3）均为板状，其中粗轧纵向导流模具（1.1.1）、粗轧横向导流模具（1.1.2）、精轧纵向导流模具（1.2.1）、精轧横向导流模具（1.2.2）的上板面均布设置有若干导流槽，其中矫正模具（1.3）的上板面均布设置有若干矫正槽（1.3.3）。2.根据权利要求1所述一种钛合金板材连续冷轧模具，其特征是：粗轧纵向导流模具（1.1.1）上板面的导流槽为粗轧纵向导流槽（1.1.1.1），粗轧纵向导流槽（1.1.1.1）的长度大于需轧制的钛合金板（2）的长度，宽度与需轧制的钛合金板（2）的宽度相等，粗轧纵向导流槽（1.1.1.1）宽度与需轧制的钛合金板（2）宽度之间设置有间隙；粗轧横向导流模具（1.1.2）上板面的导流槽为粗轧横向导流槽（1.1.2.1），粗轧横向导流槽（1.1.2.1）的长度与需轧制的钛合金板（2）的长度相等，宽度大于需轧制的钛合金板（2）的宽度，粗轧横向导流槽（1.1.2.1）长度与需轧制的钛合金板（2）长度之间设置有间隙；精轧纵向导流模具（1.2.1）上板面的导流槽为精轧纵向导流槽（1.2.1.1），精轧纵向导流槽（1.2.1.1）的长度大于需轧制的钛合金板（2）的长度，宽度与需轧制的钛合金板（2）的宽度相等，精轧纵向导流槽（1.2.1.1）宽度与需轧制的钛合金板（2）宽度之间设置有间隙；精轧横向导流模具（1.2.2）上板面的导流槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晨，韩正英，孙付涛，龚燃，曹樱，罗付华，丁宏波，戴有涛，
申请(专利权)人：中色科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：