一种高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法技术

本发明专利技术属于金属材料加工技术领域，涉及一种高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法。该方法利用热轧机具有较大的轧制能力的优点，创新地采用热轧机进行冷轧，选取特定的轧辊，同时匹配合适的轧制参数将板坯轧制至冷轧机可接受的厚度范围以内，再使用冷轧机进行轧制；通过控制轧制工艺、来料尺寸、状态以及过程中表面处理等，采用“热轧机冷轧+冷轧机冷轧”的组合方式，提高了板材轧制精度，解决了热轧机轧制板材尺寸精度和力学性能差的难题，改变了冷轧机只能轧制薄板材的局限，扩大了冷轧板材的制备厚度，可获得高精度和性能优良的锆或锆合金冷轧厚板材，并已应用于批量化生产。并已应用于批量化生产。并已应用于批量化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法


[0001]本专利技术属于金属材料加工
，涉及一种高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法。

技术介绍

[0002]锆及锆合金因具有良好的耐腐蚀、力学等性能，已广泛应用于核工业、化工业等领域。锆材的加工是一个国家发展核能和核动力的战略支柱性产业，在国防建设中起到举足轻重的地位。其中，锆或锆合金板材作为未来特殊使用的关键材料，其性能及尺寸等技术指标的稳定性是至关重要的，为满足长期、大量、高质量的板材需求，解决板材关键制备技术，制备出高质量的板材，成为亟待解决的难题。
[0003]众所周知，经过冷加工的板材性能和精度均要高于热加工状态的板材。目前，针对厚度较厚(＞10mm)、力学性能要求不高的板材一般采用热加工(热轧)制备而成，对于厚度较薄(＜5mm)、力学和尺寸精度均要求较高的板材一般采用冷加工(冷轧)制备而成，而对于厚度相对较厚(介于以上二者之间)、且力学和尺寸精度均要求较高的板材，受限于有色金属行业设备，尤其是轧机加工能力的限制(冷轧机一般要求来料厚度小于10mm，极少数要求来料厚度小于12mm)，尚未有成熟的加工技术，目前多采用热加工板材，但其存在性能和精度达不到要求的很大风险，故在现有设备能力条件下，研究冷轧厚板材制备工艺，填补空白，制备出高质量的冷轧厚板材，具有重大意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法，采用热轧机匹配轧辊及轧制参数进行冷轧作业，从而扩大冷轧板材的厚度范围，解决了厚板材的精度和力学性能问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]这种高质量锆或锆合金厚板材的制备方法，具体包括以下步骤，
[0007]步骤1、对来料板坯进行预处理(分切、修磨和倒角)：
[0008]步骤1.1、先将来料板坯两端舌头切除，同时将剩余板坯分切为特定尺寸；
[0009]步骤1.2、再采用修磨机对分切后的板坯进行修磨，以去除板坯表面裂纹、氧化皮和夹杂等缺陷；其中，修磨方向与下次轧制方向相同，修磨后的厚度偏差不大于
±
0.5mm、同板差不大于0.8mm；
[0010]步骤1.3、最后沿板坯宽度方向加工倒角θ1，所述倒角θ1的角度为30
°
～60
°
，以利于后续轧制时的咬入。
[0011]步骤2、采用相应脱脂剂和酸液对板坯进行脱脂和酸洗，以去除板坯表面油污、残留氧化物和杂质等。
[0012]步骤3、步骤2处理完成后在板坯两边的中部和两端测量其厚度，并测量板坯长、宽尺寸，根据所述板坯的尺寸选择对应的热轧机及热轧辊，在室温(即轧制所处环境温度)下
对所述板坯进行一次冷轧得到板材A，整个轧制过程需控制好轧制速度、加工率等参数。
[0013]步骤4、对步骤3一次冷轧后的板材A表面和尺寸进行检查，板材A表面应无区域性裂纹或点坑等缺陷，且板型应平整；在板材A两边的中部和两端测量其厚度，并测量板材A长、宽尺寸，厚度尺寸应符合工艺要求；需要时可对板材A的长度分切、对裂边进行切除，然后采用修磨机对一次冷轧后板材A进行修磨，以去除板材A表面裂纹、点坑、夹杂等缺陷；最后沿板材A的宽度方向加工倒角θ2，所述倒角θ2的角度为30
°
～60
°
，以利于后续轧制时的咬入。
[0014]步骤5、对步骤4处理后的板材A的表面进行脱脂和酸洗处理，当所述板材A的表面呈现光亮的金属色时，停止酸洗并冲洗干净，彻底去除板材A表面残留油污和杂质等。
[0015]步骤6、测量步骤5处理后的板材A的尺寸，根据所述板材A的尺寸选择对应的冷轧机及冷轧辊，并对所述板材A进行二次冷轧得到板材B，整个轧制过程需控制好轧制速度、加工率等参数。
[0016]步骤7、轧制后对板材B表面和尺寸进行检查，板材B表面应无区域性裂纹或点坑等缺陷，且板型应平整；在板材B两边的中部和两端测量其厚度，并测量板材长、宽尺寸，厚度尺寸应符合工艺要求。
[0017]步骤8、对步骤7中符合要求的板材B的表面进行脱脂和酸洗处理，当所述板材B的表面呈现光亮的金属色时，停止酸洗并冲洗干净，彻底去除板材B表面残留油污和杂质等。
[0018]步骤9、对步骤8脱脂和酸洗处理后的板材B进行热处理，获得最终的冷轧厚板材。
[0019]进一步，步骤1中的来料板坯为经过一定热处理的热轧板坯，其进行热处理的主要目的是为了软化组织，以利于后续轧制的形变；另外，板坯厚度不应过厚，如果太厚会使后续冷轧变形量偏大而造成形变开裂，厚度也不能太薄，如果太薄会使变形量不够，从而导致性能不高，同时为提高板材精度，来料板坯在修磨后同板差要控制在一定范围内。
[0020]进一步，步骤3中的一次冷轧仅代表一个轧制过程，具体轧制次数可根据实际变形量确定。由于本专利技术中的板坯厚度较厚，远超过了现有冷轧机可轧制能力范围，故创新地采用热轧机进行冷轧，但与热轧时所选辊型不同、凹凸度也不同，可根据轧制特点选择合适轧辊；同时在轧制时，需匹配合适的轧制速度，控制好板材A的尺寸，并且轧制后板材A要达到一定的变形量。
[0021]进一步，步骤6中的二次冷轧同样代表一个轧制过程，具体轧制次数可根据实际变形量确定。该轧程所选设备为冷轧机，为保证板材有足够的变形量，来料厚度一般在设备允许上限，给二次冷轧留够足够的变形量，以便更好地控制轧制后板材尺寸和板型；另外，可根据板材A的厚度和宽度选择合适的辊型，并匹配相应的轧制速度，从而获得高精度的板材B。
[0022]进一步，经过一次冷轧和二次冷轧后最终得到的板材B，其总加工率不应过大或过小，需控制在合适的范围内，才能获得高质量的冷轧厚板材。
[0023]进一步，所述步骤1.1中来料板坯为在其去应力退火温度以上进行热处理后的热轧制板坯，板坯厚度为12～30mm，板坯宽度依据产品规格以及轧辊宽度设计而定，且板坯宽度应在轧辊宽度的30％～90％的范围内，同时分切长度应不小于轧机所需最短长度。其中，所述去应力退火温度根据板坯的合金牌号、前期加工变形量和厚度确定，以消除全部或部分的内应力，减小变形、开裂倾向。
[0024]进一步，所述步骤3中热轧辊辊型为平辊或凸度≤0.15mm的凸辊，所述一次冷轧的工作参数如下：轧制速度为8m/min～55m/min，加工率为10％～55％；所述一次冷轧得到板材A的厚度偏差不大于
±
0.25mm、同板差不大于0.45mm。
[0025]进一步，所述步骤4中板材A的修磨方向与下次轧制方向相同，修磨后板材A的厚度偏差、同板差均在一次冷轧后关于板材A的厚度偏差、同板差的相应要求内，且修磨是为了进一步缩小厚度偏差、同板差。
[0026]进一步，所述步骤2、步骤5、步骤8中脱脂处理采用脱脂剂，酸洗处理所采用的酸洗液为硝酸、氢氟酸和水的混合酸液，所述混合酸液中各组分体积配比为：氢氟酸1～5份，硝酸20～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、对来料板坯进行预处理；步骤2、对预处理后的板坯进行脱脂和酸洗处理，当所述板坯的表面呈现金属色时，停止酸洗并冲洗干净；步骤3、测量步骤2处理后板坯的尺寸，根据所述板坯的尺寸选择对应的热轧机及热轧辊，在室温下对所述板坯进行一次冷轧得到板材A；步骤4、先检查所述板材A的表面质量，若板材A表面存在裂纹或点坑或夹杂缺陷，则对其进行表面修磨处理，根据板材A裂边尺寸，决定是否切除裂边；再测量所述板材A的尺寸，并根据所述板材A的尺寸确定是否对板材A进行分切；最后沿板材A的宽度方向加工倒角θ2；步骤5、对步骤4处理后的板材A的表面进行脱脂和酸洗处理，当所述板材A的表面呈现金属色时，停止酸洗并冲洗干净；步骤6、测量步骤5处理后的板材A的尺寸，根据所述板材A的尺寸选择对应的冷轧机及冷轧辊，并对所述板材A进行二次冷轧得到板材B；步骤7、检查所述板材B的表面质量，测量所述板材B的尺寸；步骤8、对步骤7中符合要求的板材B的表面进行脱脂和酸洗处理，当所述板材B的表面呈现金属色时，停止酸洗并冲洗干净；步骤9、对步骤8脱脂和酸洗处理后的板材B进行热处理，获得最终的冷轧厚板材。2.根据权利要求1所述的高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤1.1、先将来料板坯两端舌头切除，同时将剩余板坯分切为特定尺寸；步骤1.2、再采用修磨机对分切后的板坯进行修磨，以去除板坯表面裂纹、氧化皮和夹杂缺陷；其中，修磨方向与下次轧制方向相同，修磨后的厚度偏差不大于
±
0.5mm、同板差不大于0.8mm；步骤1.3、最后沿板坯宽度方向加工倒角θ1，所述倒角θ1的角度为30
°
～60
°
，以利于后续轧制时的咬入。3.根据权利要求2所述的高质量锆或锆合金冷轧厚板材的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中来料板坯为在其去应力退火温度以上进行热处理后的热轧制板坯，板坯厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：范清松，田锋，周军，刘海明，石明华，刘杰，李宇力，王宏星，严宝辉，周莹，袁波，魏统宇，肖颖，
申请(专利权)人：西安西部新锆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：