一种高塑性耐蚀钛合金箔材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高塑性耐蚀钛合金箔材的制备方法，包括：将钛合金热轧板坯料先进行真空退火处理，再进行温轧、冷轧复合轧制，并按上述步骤循环进行n次真空退火处理和n

【技术实现步骤摘要】
一种高塑性耐蚀钛合金箔材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于钛合金材料加工
，并且更具体地，涉及一种高塑性耐蚀钛合金箔材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键部件，其质量占整个电池堆的70％左右，成本约占其40％。双极板钛合金基材具有优异的耐腐蚀性、更高的比强度，质量轻等优点。双极板大致可分为3类：炭质材料、金属材料及金属与炭质的复合材料；其中，金属材料中铝，镍，钛及不锈钢等金属材料可用于制作双极板，金属双极板易加工，可批量制造，成本低，厚度薄，电池的体积比功率与比能量高。而新型Ti
‑
Ni
‑
Nb近α钛合金，具有优异的耐蚀性，是双极板基板的良好材料，用于制造双极板的钛合金箔材厚度一般为0.05mm
‑
0.15mm，厚度偏差要求不大于
±
5μm；但Ti
‑
Ni
‑
Nb箔材一般需要在二十辊轧机上进行加工，加工过程复杂，加工周期长，成本高昂。
[0003]中国专利CN113578959A、CN113564500A和CN113578967A分别提供了一种细晶TA15、TC4钛合金箔材和550℃
‑
650℃高温钛合金箔材的制备方法，以上专利均采用了包覆轧制，制造工艺繁琐，制造成本高，制备出的钛合金箔材晶粒细小，按照此方法制备的箔材强度高、塑性低，不利于后期的双极板成形。国内尚未开展双极板用高塑性耐蚀Ti
‑
Ni
‑
Nb钛合金箔材的研制和加工制备工作，因此对双极板用高塑性耐蚀Ti
‑
Ni
‑
Nb钛合金箔材的加工工艺和热处理工艺进行研究以满足燃料电池对双极板用钛合金基材的需求是一项亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种高塑性耐蚀钛合金箔材及其制备方法和应用。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种高塑性耐蚀钛合金箔材的制备方法，包括：
[0007]将钛合金热轧板坯料先进行真空退火处理，再进行温轧、冷轧复合轧制，并按照上述步骤循环进行n次真空退火处理和n
‑
1次轧程温冷轧处理后得到钛合金箔材，其中n为大于1的正整数。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，该制备方法的步骤如下：
[0009]步骤一，将钛合金热轧板坯料进行第一次真空退火处理；
[0010]步骤二，对第一次真空退火后的热轧板坯料进行第一轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；
[0011]步骤三，对第一轧程后的板材进行剪切、碱洗并进行第二次真空退火处理；
[0012]步骤四，对第二次真空退火后的板材进行第二轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；
[0013]步骤五，对第二轧程后的板材进行剪切、碱洗并进行第三次真空退火处理；
[0014]步骤六，将第三次真空退火后的板材进行第三轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；
[0015]步骤七，对第三轧程后的板材进行剪切、碱洗并进行第四次真空退火处理；
[0016]步骤八，对第四次真空退火后的板材进行第四轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；
[0017]步骤九，对第四轧程后的钛合金板材进行剪切、碱洗并进行第五次真空退火处理后得到高塑性耐蚀钛合金箔材；
[0018]步骤十，若因初始热轧板较厚，步骤九中未得到满足要求的钛合金箔材，可重复步骤八
‑
步骤九。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，高塑性耐蚀钛合金为Ti
‑
Ni
‑
Nb新型近α钛合金；所述钛合金热轧板坯料的尺寸为厚度
×
宽度
×
长度＝(3.5
‑
6mm)
×
(100
‑
300mm)
×
(200
‑
500mm)。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，采用高真空电阻炉进行真空退火处理，真空度为1
×
10
‑3Pa
‑6×
10
‑3Pa，温度均匀性≤
±
5℃，温控精度为≤
±
3℃，保温时间为60min，冷却方式为随炉冷却；所述真空退火处理的温度为650℃
‑
750℃。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，第一轧程轧制后钛合金板材的厚度为1.4
‑
3mm；第二轧程轧制后钛合金板材的厚度为0.4
‑
1.8mm；第三轧程轧制后钛合金板材的厚度为0.2
‑
0.9mm；第四轧程轧制后钛合金板材的厚度为0.1
‑
0.4mm。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，第一轧程总变形量不小于50％，厚度偏差不超过
±
0.05mm；第二轧程总变形量为40％
‑
72％，厚度偏差不超过
±
0.03mm；第三轧程总变形量不小于50％，厚度偏差不超过
±
0.01mm；第四轧程总变形量为20％
‑
60％，厚度偏差不超过
±
0.005mm。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，采用液压张力冷/温轧实验机进行温轧、冷轧复合轧制，并在温轧、冷轧复合轧制后对坯料进行矫直平整处理。
[0024]根据本专利技术的另一方面，提供一种高塑性耐蚀钛合金箔材，该高塑性耐蚀钛合金箔材采用如前所述的制备方法制备得到。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，制备得到的高塑性耐蚀钛合金箔材的平均晶粒尺寸为20
‑
35μm，室温抗拉强度为200
‑
350MPa，延伸率≥35％，箔材的厚度偏差不大于
±
0.005mm。
[0026]根据本专利技术的又一方面，提供一种如前所述的制备方法制备得到的高塑性耐蚀钛合金箔材在制造双极板基板上的应用。
[0027]通过采用上述技术方案，本专利技术相比于现有技术具有如下优点：
[0028](1)本专利技术在Ti
‑
Ni
‑
Nb钛合金箔材制备过程中，通过循环进行n次真空退火处理和n
‑
1次轧程温、冷轧复合轧制处理后得最终箔材，整个过程无需采用包覆叠轧以及复杂昂贵的二十辊轧机，只需采用液压张力冷/温轧实验机即可，轧制过程中采用温、冷轧复合轧制工艺降低轧制时的板坯变形抗力，减少了轧制道次、提高了轧制效率，大大降低了制备成本；
[0029](2)本专利技术中通过将温、冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高塑性耐蚀钛合金箔材的制备方法，其特征在于，包括：将钛合金热轧板坯料先进行真空退火处理，再进行温轧、冷轧复合轧制，并按照上述步骤循环进行n次真空退火处理和n
‑
1次轧程温冷轧处理后得到钛合金箔材，其中n为大于1的正整数。2.根据权利要求1所述的高塑性耐蚀钛合金箔材的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤如下：步骤一，将钛合金热轧板坯料进行第一次真空退火处理；步骤二，对第一次真空退火后的热轧板坯料进行第一轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；步骤三，对第一轧程后的板材进行剪切、碱洗并进行第二次真空退火处理；步骤四，对第二次真空退火后的板材进行第二轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；步骤五，对第二轧程后的板材进行剪切、碱洗并进行第三次真空退火处理；步骤六，将第三次真空退火后的板材进行第三轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；步骤七，对第三轧程后的板材进行剪切、碱洗并进行第四次真空退火处理；步骤八，对第四次真空退火后的板材进行第四轧程冷轧，再进行150℃
‑
200℃温轧、平整矫直处理；步骤九，对第四轧程后的钛合金板材进行剪切、碱洗并进行第五次真空退火处理后得到高塑性耐蚀钛合金箔材；步骤十，若因初始热轧板较厚，步骤九中未得到满足要求的钛合金箔材，可重复步骤八
‑
步骤九。3.根据权利要求1或2所述的高塑性耐蚀钛合金箔材的制备方法，其特征在于，所述高塑性耐蚀钛合金为Ti
‑
Ni
‑
Nb新型近α钛合金；所述钛合金热轧板坯料的尺寸为厚度
×
宽度
×
长度＝(3.5
‑
6mm)
×
(100
‑
300mm)
×
(200
‑
500mm)。4.根据权利要求1或2所述的高塑性耐蚀钛合金箔材的制备方法，其特征在于，采用高真空电阻炉进行真空退火处理，真空度为1
×

【专利技术属性】
技术研发人员：王立亚，杨柳，郑友平，秦海旭，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：