[發(fā)明專利]鈦板卷控壓退火工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910157799.4
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101634007A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇鶴洲;史亞鳴;劉昆;曹占元
• 申請（專利權(quán)）人: 武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D1/26;C21D1/76
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡 強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料的熱處理工藝，確切說，涉及利用罩式退火爐處理鈦板卷，尤其是冷軋工業(yè)純鈦板卷。

背景技術(shù)

純鈦具有與鋼不同的一些特點(diǎn)，例如晶體具有同素異構(gòu)體結(jié)構(gòu)，882℃以下為密排六方結(jié)構(gòu)，滑移系少，各向異性明顯，化學(xué)性質(zhì)活潑，冷加工形變強(qiáng)化效應(yīng)顯著。卷狀或板狀鈦材(以下稱為鈦板卷)在冷軋后需要退火處理。冷變形的工業(yè)純鈦根據(jù)雜質(zhì)成分和冷變形率的不同具有介于450-550℃的再結(jié)晶溫度，而退火溫度應(yīng)高于再結(jié)晶溫度。鈦的化學(xué)性質(zhì)活潑，高溫下易與空氣中的O、H、N等元素反應(yīng)而生成氧化層，使理化性能變差，除硬度和脆性增大且塑性和彈性降低外，高溫下的工業(yè)純鈦的吸附性也較強(qiáng)，冷軋后的表面殘余物及退火升溫氣氛中的碳化物和粉塵可能被吸附至表面，形成退火黑斑，由此影響鈦板卷表面質(zhì)量。

現(xiàn)有的鈦板卷退火處理工藝包括真空退火或無惰性氣體保護(hù)退火。JP平9-217157公開一種真空退火工藝：首先將退火爐抽真空，然后加熱至400℃以上至退火溫度以下，接著在充入高純度氮?dú)獾那闆r下加熱至600-700℃并保溫。在相對真空狀態(tài)下，爐內(nèi)仍存在有害氣氛，氮?dú)庖矊ν嘶鸷蟮拟伆寰肀砻尜|(zhì)量產(chǎn)生不利影響。真空退火工藝對設(shè)備的要求高，安全性較低，不適于大卷重鈦板卷的退火。無惰性氣體保護(hù)退火在開放環(huán)境中進(jìn)行，退火后的鈦板卷表面有氧化層，質(zhì)量差，退火后需要清理氧化層，既增加材料消耗和工作量，又降低生產(chǎn)效率。因此，人們期望對上述現(xiàn)有的鈦板卷退火工藝加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明的目的是提供一種鈦板卷控壓退火工藝，退火過程中爐內(nèi)無負(fù)壓或過高壓力，借此改善退火后的鈦板卷表面質(zhì)量，取消退火后的氧化層清理作業(yè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗和材料損耗，提高生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種鈦板卷控壓退火工藝，包括：

A、將鈦板卷放入退火爐；

B、用惰性氣體置換爐內(nèi)氣體至爐內(nèi)壓力為10-10000Pa正壓，以50-200℃/小時(shí)的加熱速度將鈦板卷加熱至高于其再結(jié)晶溫度并保溫2-25小時(shí)，在該加熱和保溫過程中，始終以20-120米³/小時(shí)的流量向退火爐通入惰性氣體；

C、在以1米³/小時(shí)至20米³/小時(shí)的流量將惰性氣體通入退火爐以使?fàn)t內(nèi)壓力保持在10-10000Pa的條件下，以10-150℃/小時(shí)的冷卻速度冷卻鈦板卷至出爐溫度；

D、將鈦板卷出爐。

在本發(fā)明中，鈦板卷的化學(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?3620.1-2007，例如鈦板卷含有≤0.50％的Fe、≤0.08％的C、≤0.05％的N、≤0.015％的H和≤0.48％的O，以及單量≤0.10％而總量≤0.40％的其它不可避免的雜質(zhì)，余量為Ti。

據(jù)本發(fā)明，上述加熱過程可分兩步進(jìn)行，先以50-200℃/小時(shí)的速度將鈦板卷加熱至350-450℃并保溫1-25小時(shí)，接著以50-200℃/小時(shí)的加熱速度將鈦板卷加熱至高于其再結(jié)晶溫度并保溫2-25小時(shí)。

在上述鈦板卷控壓退火工藝中，優(yōu)選采用純度大于95％至99.99999％的氬氣作為惰性氣體。如果氬氣純度低于或等于95％，則可能因其中摻雜有氧氣而對退火后的鈦板卷表面質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。從經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，氬氣純度不宜過高，因此選擇99.99999％作為上限。優(yōu)選純度為99.9％以上的氬氣。

眾所周知，工業(yè)鈦板卷視其成分的不同具有不同的再結(jié)晶溫度，大致介于450-550℃。本發(fā)明為此規(guī)定，在步驟B中將鈦板卷加熱至高于550℃。原則上不用限定加熱溫度的上限，但從經(jīng)濟(jì)性和加熱溫度過高會(huì)導(dǎo)致晶粒過度粗大考慮，優(yōu)選750℃為加熱溫度上限。優(yōu)選580-750℃的加熱溫度范圍。

在上述鈦板卷控壓退火工藝中，為獲得更好的鈦板卷表面質(zhì)量，可在步驟A之前通過化學(xué)堿洗方法對鈦板卷表面進(jìn)行脫脂處理。在上述的鈦板卷退火工藝中，優(yōu)選在步驟B之前先用氮?dú)獯祾郀t內(nèi)15-45分鐘以置換爐內(nèi)氣氛，然后用惰性氣體置換爐內(nèi)氣氛，和/或優(yōu)選在步驟C的冷卻過程中用氮?dú)獯祾郀t內(nèi)15-45分鐘，在這里，冷卻過程中的氮?dú)獯祾咦詈迷阝伆寰砜爝_(dá)到出爐溫度時(shí)進(jìn)行，這樣做是為了置換爐內(nèi)氣氛。在加熱過程中先吹掃氮?dú)庵饕菫榱斯?jié)省惰性氣體的消耗量。

在上述加熱和保溫過程中，由于始終以20-120米³/小時(shí)的流量向退火爐中通入惰性氣體如氬氣，這種情況下，盡管在加熱和保溫過程中可能出現(xiàn)爐內(nèi)氣體泄漏，但上述保壓措施可保證爐內(nèi)壓力符合規(guī)定水平，由此獲得良好的退火板卷質(zhì)量。