一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法；所述的方法包括以下步骤：步骤1)将纯钛板坯装入加热炉进行加热；控制入炉温度；步骤2)然后进行一段时间的保温；步骤3)纯钛板坯完成加热后送入中板轧钢机进行轧制工艺。本发明专利技术提供的超薄大幅宽纯钛板一火成材制备方法，可实现宽度＞1500mm、厚度≤10mm的纯钛板材低成本、高效率生产，从板坯到定尺成品板材的成材率为93.5％，较传统两火轧制工艺成材率提高约10％。另外采用本发明专利技术提高的技术生产的超薄大幅宽纯钛板材因一火成材，总变形较传统两火轧制工艺大，晶粒破碎更充分，板材晶粒细小，强塑性指标优良。强塑性指标优良。强塑性指标优良。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法


[0001]本专利技术属于金属材料加工
，尤其是涉及一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法


技术介绍

[0002]纯钛板具有较高的比强度及耐腐蚀性能，被广泛用于航空航天、海洋工程、化工装备制造、医疗器械等领域。随着国内锂电新能源技术的快速发展，国内锂电铜箔产能大规模扩充直接带动上游铜箔生产设备市场需求增长，大直径大幅宽电解成套装备是提升铜箔生产效率的关键。目前我国已经掌握了全球最大的3.6米电解铜箔成套装备成套核心制造技术，并自主可控，是全球首创，填补了行业空白。厚度≤8mm、宽度＞3000mm的超薄大幅宽纯钛板是大型电解铜箔生产设备所必须的原材料。
[0003]宽度≤1500mm的纯钛板材，行业内大多采用热连轧机组轧制成纯钛卷带后再剪切成定尺长度板材的工艺路线进行生产，目前属于比较成熟的技术。宽度＞1500mm、厚度＞10mm的纯钛板材，行业内大多使用单机架或双机架中板轧机进行一火成材轧制，目前也属于成熟的技术。宽度＞1500mm、厚度≤10mm的纯钛板材，如果从200mm左右的板坯使用单机架或双机架中板轧机一火轧制到成品厚度，会因为金属变形量过大、轧制过程中温降大等因素造成钛板坯在轧制过程中变形不均匀、轧制后期变形抗力大等问题，最终导致钛板坯在轧制过程中严重跑偏、穿带困难、甚至轧废等后果；即使勉强轧制到目标厚度，往往也会因板形不良、尺寸偏差过大等许多问题而不能使用。因此，该类型纯钛板材目前行业内一般用200mm左右的板坯以两火轧制工艺进行生产，但工序复杂且中间坯需要切割及表面氧化皮清除、裂纹等缺陷修磨等加工，造成成材率低、制造成本高、加工周期长等诸多问题。
[0004]进一步地，现有超薄大幅宽纯钛板生产工艺采用两火轧制到目标厚度，而两火成材轧制工艺固有的工艺流程以200mm板坯轧制成品规格为8
×
3600mm板材为例：板坯加热
→
一火轧制到40～80mm中间坯
→
中间坯矫直
→
中间坯分切
→
中间坯氧化皮清除及表面裂纹、划伤等缺陷修磨
→
中间坯加热
→
中间坯二火轧制获得厚度8mm毛板
→
毛板矫直
→
毛板切边、切头尾
→
获得8
×
3600mm黑皮纯钛板。显然这种工艺加工流程复杂、工序多、加工周期长，材料损耗大，成材率低，从板坯到成品行业内平均成材率约为83％左右。
[0005]更进一步地，如果从200mm左右的板坯使用单机架或双机架中板轧机一火轧制到成品厚度，会因为金属变形量过大、轧制过程中温降大等因素造成钛板坯在轧制过程中变形不均匀、轧制后期变形抗力大等问题，最终导致钛板坯在轧制过程中严重跑偏、穿带困难、甚至轧废等后果；即使勉强轧制到目标厚度，往往也会因板形不良、尺寸偏差过大等许多问题而不能使用。因此必须对纯钛板坯的加热工艺、轧制工艺进行特殊的限制，才能采用一火轧制工艺高效率、低成本的制备出超薄大幅宽纯钛板。
[0006]目前大型电解铜箔生产设备所需的超薄大幅宽纯钛板已经成为该设备稳定批量生产的“卡脖子”难题，有关该钛板一火成材轧制生产工艺未见报到，故有必要专利技术一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法。

技术实现思路

[0007]为解决传统超薄大幅宽纯钛板材生产流程复杂、加工周期长、成材率低、生产制造成本高等问题，本专利技术提供一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，以有效解决上述问题。
[0008]本专利技术采用如下技术方案实现。
[0009]一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，经过下列各步骤：
[0010]A、所述纯钛板坯厚度为150～250mm(现有纯钛板坯制造工艺决定，常规纯钛板坯厚度为150～400mm，但本专利技术提供的技术必须要对板坯厚度上限进行限制，如果板坯厚度过大，一火轧制到10mm以下的难度更大，以目前技术水平难以实现)。板坯重量由成品板材规格确定，要将板坯轧制到目标厚度的长度控制35m以内(如果过长，板坯在轧制过程中温降大，温度偏差大，容易造成变形不均匀，导致轧废或板形不良)。
[0011]B、将纯钛板坯装入加热炉进行加热，所述加热炉为天然气炉、混合煤气炉或电加热炉等常规金属板坯加热设备。入炉温度≤800℃(入炉温度过高可能会造成纯钛板坯在加热炉内急速升温而弯曲变形)，保温温度为920～1000℃(传统纯钛板坯加热温度为830℃～880℃，不能采取高温加热的原因为防止钛板坯晶粒过大，两火轧制时每个火次的总塑性变形量有限，粗大的晶粒会存在破碎不均匀的情况，进而导致成品板材组织粗大、性能不良，而一火成材轧制，塑性变形量大，即使粗大的晶粒也能被充分的破碎，不会影响成品力学性能。高温加热是本专利技术不同于传统纯钛板材轧制工艺的一个关键技术，目的是以较高的加热温度补偿纯钛板坯在轧制过程中的降温，保证全程以较高的温度轧制，有效的改善了板坯轧制过程中因温度过低而造成的延伸困难、变形抗力大、延伸不均匀等导致穿带困难、跑偏严重、板形不良等问题)。保温时间按照纯钛板坯厚度确定，1.0～1.2min/mm(保温时间从加热炉炉温达到保温温度后开始计算，保温时间不够，纯钛板坯加热温度不均匀、芯部温度不够，保温时间过长，板坯晶粒粗大影响板材性能、表面氧化严重，影响成品表面质量)。
[0012]C、纯钛板坯完成加热后送入中板轧钢机进行轧制，为了减小板坯温降，板坯出炉到开始轧制的时间间隔控制在100s以内，所述中板轧钢机为常规四辊单机架或双机架往复式轧钢机。因本专利技术提供的技术方案是生产宽幅纯钛板，所以对轧钢机的最大轧制宽度有要求，所选轧钢机的宽度需大于所生产的纯钛板材的成品宽度300～400mm以上。
[0013]D、纯钛板坯的具体轧制工艺方案如下：首先进行宽展轧制，所谓宽展轧制就是把纯钛板坯轧制到目标宽度以上60～200mm以上，宽展道次的道次压下率控制在10％～25％，轧制速度控制在1～2m/s；宽展轧制第一道次开启轧机入口高压除鳞水，除鳞水流量控制在90～120m3/h，压力控制在16～22MPa，宽展轧制的其它道次关闭轧机入口高压除鳞水。(宽展轧制阶段，纯钛板坯温度较高，厚度较厚存储的热量较大，进行一次高压除鳞既可以清除板坯表面氧化皮、加热过程中掉落在上表面的耐火材料等异物，改善成品板材表面质量，又不会明显的降低纯钛板坯温度而影响轧制)宽展完成后对纯钛板坯进行在线换向后再进行轧长，直到厚度达到目标轧制厚度。轧长分粗轧和精轧两个阶段，前阶段(粗轧阶段)采用大变形、快速轧制的工艺(在轧长前阶段纯钛板坯温度较高，塑性较好，变形抗力较低，大变形快速轧制可以减小纯钛板坯的温降，又不会造成延伸不均匀的问题)，轧长前阶段(粗轧)道次压下率控制在30％～40％，轧制速度控制在3～5m/s，粗轧阶段纯钛板坯厚度轧制到25～40mm，粗轧第一道次、第三道次开启轧机入口高压除鳞水，除鳞水流量控制在80～100m3/h，压力控制在16～22MPa，粗轧其余道次关闭轧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1)将纯钛板坯装入加热炉进行加热；控制入炉温度；步骤2)然后进行一段时间的保温；步骤3)纯钛板坯完成加热后送入中板轧钢机进行轧制工艺。2.根据权利要求1所述的一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，入炉温度≤800℃。3.根据权利要求1所述的一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，保温的温度为920～1000℃。4.根据权利要求1所述的一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，保温的时间按照纯钛板坯厚度确定，为1.0～1.2min/mm。5.根据权利要求1所述的一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，纯钛板坯完成加热后送入中板轧钢机的时间间隔控制在100s以内。6.根据权利要求1所述的一种超薄大幅宽钛板一火成材制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，轧制的工艺包括宽展轧制；轧制速度控制在1～2m/s；宽展轧制第...

【专利技术属性】
技术研发人员：储双杰，刘昆，张晓锋，肖桂林，吕宗君，卞辉，
申请(专利权)人：云南钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：