一种具有表面晶花的纯钛薄板及其加工方法技术

本发明专利技术提供了一种纯钛板材，所述纯钛板材为表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；所述鳞片状晶花的尺寸为0.5～3mm。该纯钛薄板具有特定尺寸的鳞片状晶花，晶花尺寸大小均匀，形状标准。而且晶花表面具有光洁度高，抗污能力强，长时间表面不会变黑，抗氧化性强的特点。而且经过本发明专利技术工艺加工后，钛薄板表面金属晶体结构未发生变化，为低温稳定相α

A pure titanium sheet with surface flowers and its processing method

【技术实现步骤摘要】
一种具有表面晶花的纯钛薄板及其加工方法


[0001]本专利技术属于纯钛薄板表面热处理
，涉及一种纯钛板材及其制备方法，尤其涉及一种具有表面晶花的纯钛薄板及其加工方法。

技术介绍

[0002]纯钛金属薄板表面是金属的本色，外观过于单一，对于钛薄板制品的应用有较大的限制作用，随着消费者对钛制产品的需求越来越大，钛产品的表面也急需多样化。此外，金属本色的钛制品随着表面氧化，出现发黑的缺陷。钛薄板表面的晶花处理不仅能够使钛制品更加美观，而且能够经历解决钛制品表面发黑的缺陷。
[0003]现有的技术方案中也公开了一些改进的方案，如钛制品针状结晶花纹的制备方法，但是该制备方法较为复杂，需要分三个阶段进行加热保温工艺，处理工艺效率较低，三次加工时间消耗之多需要16个小时，至少需要3.75个小时，能源消耗较大，不环保。也有技术方案公开过钛制品晶体花纹的加工方法，但制备过程中，直接升温至1000℃以上，导致晶体生长速度过快，晶粒的粒度分布和形状均匀性均不能得到有效控制；特别是经过冷加工成型的薄壁产品，其局部冷加工应力的释放和破碎的晶粒的再结晶均会消耗更多的能量，造成与其它部位花纹尺寸和形状存在明显差异。高温条件下(1000℃以上)氧元素的扩散速度要大于氧化膜的生成速度，材料表面能够保持金属光泽不会氧化。此外，该工艺热处理后需要增加抛光、酸洗刻蚀等高污染的工序，才能获得金属光泽。对于0.8mm厚以下的薄壁件，特别是形状复杂工件，抛光工序几乎无法完成，酸洗刻蚀也存在不均匀的现象。
[0004]因此，如何找到一种更为适宜的纯钛板材表面晶花的制备工艺，解决上述技术问题，特别是还能够适于纯钛薄板，已成为国内研发型生产企业以及一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种纯钛板材及其制备方法，尤其是一种具有表面晶花的纯钛薄板。本专利技术提供的纯钛薄板具有特定尺寸的鳞片状晶花，晶花尺寸大小均匀，而且晶花表面具有光洁度高，抗污能力强，长时间表面不会变黑，抗氧化性强的特点。同时，制备工艺简单，加工成本低、晶花生成速度快，易操作，更加适于工业化规模生产的推广和应用。
[0006]本专利技术提供了一种纯钛板材，所述纯钛板材为表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；
[0007]所述鳞片状晶花的尺寸为0.5～3mm。
[0008]优选的，所述纯钛板材为纯钛薄板；
[0009]所述纯钛板材的厚度为0.4～2mm；
[0010]所述纯钛板材的纯度为含Ti≥99.6％。
[0011]优选的，所述鳞片状晶花具体为马氏体相变形成的鳞片状晶花；
[0012]所述鳞片状晶花为具有金属光泽的鳞片状晶花；
[0013]所述鳞片状晶花为均匀分布的鳞片状晶花。
[0014]优选的，所述鳞片状晶花在纯钛板材经淬火降温至相变温度T
β
以下后得到；
[0015]所述淬火降温前，纯钛板材仅需经过两步热处理；
[0016]所述鳞片状晶花的形貌和/或尺寸，通过控制热处理的工艺参数和淬火的速率进行调整；
[0017]所述纯钛板材表面的粗糙度为0.3～0.6μm。
[0018]本专利技术提供了一种纯钛板材的制备方法，包括以下步骤：
[0019]1)在真空条件下，将纯钛薄板原料经过第一次升温保温步骤和第二次升温保温步骤后，再经过快速风冷淬火处理后，得到表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；
[0020]所述第二次升温保温的保温时间为1.5～2.5小时。
[0021]优选的，所述纯钛薄板原料包括纯钛薄板或纯钛薄板制品；
[0022]所述纯钛薄板原料为经过前处理的纯钛薄板原料；
[0023]所述前处理包括打磨抛光和/或去污步骤。
[0024]优选的，所述打磨抛光的程度为镜面；
[0025]所述打磨抛光后的粗糙度为0.3～0.6μm；
[0026]所述去污的方式包括采用碱溶液在超声波下清洗去污。
[0027]优选的，所述真空的压力小于等于5.0
×
10
‑3Pa；
[0028]所述第一次升温保温的升温速率为5～30℃/s；
[0029]所述第一次升温保温的保温温度为550～650℃；
[0030]所述第一次升温保温的保温时间为1～3h；
[0031]所述第一次升温保温步骤为晶粒均匀化过程。
[0032]优选的，所述第二次升温保温的升温速率为5～30℃/s；
[0033]所述第二次升温保温的保温温度为T
β
～950℃；
[0034]所述T
β
为833～890℃；
[0035]所述第二次升温保温步骤为晶粒再生长过程。
[0036]优选的，所述快速风冷具体为采用惰性气体进行快速风冷；
[0037]所述快速风冷的惰性气体压力为0.1～0.25MPa；
[0038]所述快速风冷淬火处理的冷却速率为5～15℃/s；
[0039]所述快速风冷淬火的截止温度为T
β
温度以下。
[0040]本专利技术提供了一种纯钛板材，所述纯钛板材为表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；所述鳞片状晶花的尺寸为0.5～3mm。与现有技术相比，本专利技术提供的纯钛薄板具有特定尺寸的鳞片状晶花，晶花尺寸大小均匀，形状标准。而且晶花表面具有光洁度高，抗污能力强，长时间表面不会变黑，抗氧化性强的特点。
[0041]本专利技术还提供了纯钛薄板表面晶花的加工方法，钛薄板在真空环境下通过控制两次加热工艺及保温时间，并控制钛薄板的冷却速度，在钛薄板制品表面获得了均匀的片状晶花的表面处理工艺，得到的晶花表面具有光洁度高，晶花尺寸大小均匀，抗污能力强，长时间表面不会变黑，抗氧化性强的特点。而且经过本专利技术工艺加工后，钛薄板表面金属晶体结构未发生变化，为低温稳定相α
‑
Ti。此外，经过本工艺加工后钛材表面微孔孔径变小、数
量减少，组织更加致密。
[0042]本专利技术提供的制备方法，具有工艺简单，加工成本低、晶花生成速度快，晶花尺寸大小均匀，易操作等特点，能在大规模工业生产线上应用的特点。
附图说明
[0043]图1为本专利技术制备方法中钛薄板处理前后表面的SEM扫描电镜图对比；
[0044]图2为本专利技术制备的钛薄板处理前后的XRD衍射图；
[0045]图3为本专利技术实施例2制备的具有鳞片状表面晶花的纯钛薄板的外观图。
具体实施方式
[0046]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对专利技术权利要求的限制。
[0047]本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0048]本专利技术所有原料，对其纯度没有特别限制，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯钛板材，其特征在于，所述纯钛板材为表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；所述鳞片状晶花的尺寸为0.5～3mm。2.根据权利要求1所述的纯钛板材，其特征在于，所述纯钛板材为纯钛薄板；所述纯钛板材的厚度为0.4～2mm；所述纯钛板材的纯度为含Ti≥99.6％。3.根据权利要求1所述的纯钛板材，其特征在于，所述鳞片状晶花具体为马氏体相变形成的鳞片状晶花；所述鳞片状晶花为具有金属光泽的鳞片状晶花；所述鳞片状晶花为均匀分布的鳞片状晶花。4.根据权利要求1所述的纯钛板材，其特征在于，所述鳞片状晶花在纯钛板材经淬火降温至相变温度T
β
以下后得到；所述淬火降温前，纯钛板材仅需经过两步热处理；所述鳞片状晶花的形貌和/或尺寸，通过控制热处理的工艺参数和淬火的速率进行调整；所述纯钛板材表面的粗糙度为0.3～0.6μm。5.一种纯钛板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在真空条件下，将纯钛薄板原料经过第一次升温保温步骤和第二次升温保温步骤后，再经过快速风冷淬火处理后，得到表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；所述第二次升温保温的保温时间为1.5～2.5小时。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述纯钛薄板原料包括纯钛薄板或纯钛薄板制品；所述纯钛薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳阳，胡晓，尹晶晶，王亮赟，宋裕，周磊磊，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：