一种TA18钛合金超薄板的冷轧工艺方法技术

钛合金TA18材料强度高，塑性差，冷轧困难。当轧程的变形量≤38%，原料厚度由0.5mm轧制到0.05mm时，可采用6个轧程，具体轧制工艺方法为厚度变形按照如下规律进行安排：0.50mm

【技术实现步骤摘要】
一种TA18钛合金超薄板的冷轧工艺方法


[0001]冶金行业的制造工艺与制造质量。

技术介绍

[0002]技术现状：目前钛合金薄板的轧制大多都利用森吉米尔和其他型号多辊轧机进行精密薄带冷轧，整个轧制过程是将一定厚度的钛合金板经过多道轧辊逐级碾压并且每道轧辊按照一定的碾压变形量与轧制力，逐渐将较厚板压延成所需厚度的薄板。由于不同的钛合金的塑性变形、冷作硬化特性及其变化规律不一致有时甚至差异较大，包括每道次轧制的碾压咬合力不同。因此钛合金钢板特别是超薄板的轧制非常具有个性化，无法照搬其他品种的轧制经验，必须根据具体钛合金轧制特性做针对性的工艺设计。此处所指的超薄是指厚度小于0.1mm的钛合金钢板。
[0003]现有技术存在的问题：钛合金TA18俗称为半TC4展开，由于TA18材料抗拉强度、屈服强度高，冷轧非常困难。TA18由厚度0.5轧制到0.31时的机械性能如下：由上表可以看出，同一材料，不同轧制厚度条件下，其硬度、拉伸强度、屈服强度、延伸率相差较大，并且厚度越薄轧制越困难。轧制困难的主要原因有以下2个方面：1）钛合金材料本身强度大、硬度高。在轧制过程中的变形产生的冷作硬化，使得硬度升高严重，韧性明显变差，需要较大的轧制力，普通轧辊无法承担轧制任务；轧辊选用M2材质。（M2是一种高强度合金钢的牌号）；2）板由厚变薄的过程中，如果每一道次轧制的变形不能按照一定规律进行是根本轧制不出超薄板的。因为每一次道次的轧制的变形量不合理如塑性变形较大，则冷作硬化严重，硬度将进一步升高，在下一道道次的轧制时要么根本就轧不动，要么轧制时板材开裂。因此遵循合理的变形规律是解决问题的关键。但是，到目前为止未见到公开报道轧制超薄钛合金板的生产工艺。

技术实现思路

[0004]专利技术的目的：在于提供一种TA18钛合金超薄板的冷轧制工艺方法。
[0005]解决问题的技术方案：主要采取两种手段解决上述问题：1）解决开裂问题的方法：在第一道次轧制时，在板材的两侧边缘部轧制出3~10mm的小波浪，这样做的目的是在后道次的轧制时即便有冷作硬化塑性变差，硬度变高，卷取张力较大，以及机械振动等引起板材张力变化不稳定因素，也能保证板材在轧制过程中不开裂不断带；2）在多道次轧制中，合理分配每一道次轧制时的塑性变形量：由于钛合金的塑性变形与冷作硬化的变化规律是随着（一道次轧制的）塑性变形越大硬化程度越大。但是，不是成线性比例关系。每个轧程总变形量不超过总厚度的40%，并且采用3~4轧制道次，每个道次变形量Max≦20%，最小变形量≧5%，递减排产。单位张力按屈服强度的0.4的倍数计算。
[0006]技术效果：1）提供了一种TA18钛合金超薄板的冷轧工艺方法；2）该工艺方法行之有效，方法简单可靠实用。
[0007]具体实施方式：原料基本参数：钛合金TA18，宽度：500mm，厚度从原料0.5mm轧制到
0.05mm共采用6个轧程；原料机械性能：硬度HV260，抗拉强度：775MPa，屈服强度：615MPa，延伸率：16%；具体轧制工艺如下：轧制设备：森吉米尔20辊轧机，轧机型号：ZR23ICR
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26。第一轧程：从0.5mm—0.31mm，变形量：38%。轧机张力64.4KN（由于该材料屈服强度较高故轧机张力略大于屈服强度的0.4倍），前张力64.4KN，后张力61KN。轧制力210吨。工作辊直径为40mm（平辊）。经过三个道次的轧制，将材料厚度轧制到0.31mm。每道次变形量为：第一道次20%，第二道次15%，第三道次9.1%。轧制后材料机械性能：硬度HV297,抗拉强度：945MPa。屈服强度：805MPa，延伸率：6.5%。可见该材料硬化严重，进行中间退火。退火后机械性能，硬度：HV265,抗拉强度745MPa，屈服强度：590MPa，延伸率16.5%。第二轧程：厚度从0.31—0.186mm，变形量40%，轧机张力：41.15KN，前张力：41.15KN，后张力：39KN。轧制力225吨，工作辊直径40mm，工作辊面全弧度凸0.03mm。经过四个道次的轧制，将材料厚度轧制到0.186mm。每道次变形量为：第一道次20%，第二道次12%，第三道次10%，第四道次5%。轧制后材料机械性能：硬度HV299,抗拉强度：965MPa。屈服强度：835MPa，延伸率：5.2%。然后进行中间退火。退火后机械性能，硬度：HV260,抗拉强度743MPa，屈服强度：595MPa，延伸率15.5%。第三轧程：厚度从0.186—0.12mm，变形量35.5%，轧机张力：22.1KN，前张力：22.1KN，后张力：21KN。轧制力230吨，工作辊直径40mm，工作辊面全弧度凸0.05mm。经过三个道次的轧制，将材料厚度轧制到0.12mm。每道次变形量为：第一道次20%，第二道次12%，第三道次8%。轧制后材料机械性能：硬度HV298,抗拉强度：967MPa。屈服强度：836MPa，延伸率：5.4%。然后进行中间退火。退火后机械性能，硬度：HV262,抗拉强度746MPa，屈服强度：598MPa，延伸率15.8%。第四轧程：厚度从0.12—0.08mm，变形量33.3%，轧机张力：16.15KN，前张力：16.15KN，后张力：15.4KN。轧制力238吨，工作辊直径40mm，工作辊面全弧度凸0.07mm。经过三个道次的轧制，将材料厚度轧制到0.08mm。每道次变形量为：第一道次20%，第二道次12%，第三道次5%。轧制后材料机械性能：硬度HV301,抗拉强度：972MPa。屈服强度：846MPa，延伸率：5.2%。然后进行中间退火。退火后机械性能，硬度：HV258,抗拉强度735MPa，屈服强度：586MPa，延伸率16.8%。第五轧程：厚度从0.08—0.06mm，变形量25%，轧机张力：9.4KN，前张力：9.4KN，后张力：8.9KN。轧制力243吨，工作辊直径40mm，工作辊面全弧度凸0.09mm。经过三个道次的轧制，将材料厚度轧制到0.06mm。每道次变形量为：第一道次15%，第二道次8%，第三道次5%。轧制后材料机械性能：硬度HV303,抗拉强度：968MPa。屈服强度：842MPa，延伸率：5.6%。然后进行中间退火。退火后机械性能，硬度：HV259,抗拉强度738MPa，屈服强度：589MPa，延伸率16.5%。第六轧程：厚度从0.06—0.05mm，变形量16.7%，轧机张力：7.95KN，前张力：7.95KN，后张力：7.55KN。轧制力246吨，工作辊直径40mm，工作辊面全弧度凸0.11mm。经过二个道次的轧制，将材料厚度轧制到0.05mm。每道次变形量为：第一道次12%，第二道次5.3%。轧制后材料机械性能：硬度HV301,抗拉强度：975MPa。屈服强度：846MPa，延伸率：5.8%。然后进行中间退火。退火后机械性能，硬度：HV258,抗拉强度735MPa，屈服强度：584MPa，延伸率16.1%。完成全部轧制、退火工序。经过多次生产检验，完全能够实现钛合金TA18的生产要求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TA18钛合金冷轧工艺方法。2.冷轧时，总的变形量不超过原料厚度的40%。3.分级轧制时，其分级规律是...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏继华，郭常宁，蒲玉敏，
申请(专利权)人：上海屿燊电气有限公司，
类型：发明
国别省市：