[發明專利]一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法

有效

• 申請號: 201110411751.9
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102418059A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 戴毅;呂利強;侯高潔;吳曉東;葉紅川;王軍剛;邢義勝;安文斌;彌鳴;尹娟;李信;王魯平;張曉衛;張清;李輝;王興;王蕊寧;舒瀅;曲恒磊;楊建朝
• 申請（專利權）人: 西部鈦業有限責任公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于鈦及鈦合金板材制備技術領域，具體涉及一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法。

背景技術

隨著航空、航天及船舶等工業技術的發展，對鈦及鈦合金寬幅薄板的要求日益增多，對板材不平度要求也越來越高。目前國內常用的鈦及鈦合金薄板校形退火方法主要有以下三種：1)真空退火爐校形處理→檢驗交貨；2)大氣退火爐校形退火→堿酸洗→檢驗交貨；3)蠕變退火→堿酸洗→檢驗交貨。真空退火爐校形處理效果受裝爐量多少、原始板型情況等因素影響較大；后兩種方法退火后必須進行表面處理，后續工序增多，生產成本增加、交貨周期延長。

鈦及鈦合金板材回彈大(鈦的楊氏模量僅為鋼的一半)且強度高，在室溫下矯正到期望平直度后，板材表面產生的殘余應力能使板形保持暫時平整，但隨后的磨削加工或化學處理會使板面的殘余應力平衡狀態被打破，使板形再次劣化而出現廢品。金屬材料的固定應力達到某一臨界值以上，加熱到一定溫度，即使應力不增加，其金屬材料的塑性變形也會隨著時間的延長而不斷發展，這就是材料的蠕變過程。經過這一過程，金屬材料的原始彈性被蠕變變形(其絕大部分為塑性變形)所取代，材料的應力也隨時間的嚴懲而逐漸釋放。因此，鈦及鈦合金板材矯平一般采用校平和退火同時完成的方法進行處理。而傳統的校平工藝由于壓板的單位壓力有限且壓板的熱容量大，使生產效率低下且校形效果不理想。蠕變校形的方法是利用退火板材內外部壓力差達到板材校形的方法(壓力可達4～8t/m²)，而傳統工藝矯形壓板產生的壓力一般小于2t/m²。

蠕變校形后會產生表面氧化，并且由于退火時間長，氧化皮還比較致密，不易去除，而傳統校平退火壓校形方法又無法滿足板材較高平直度的要求

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法。該方法將對板材的配重離散化，在配重壓板重量不變甚至減小的情況下，減小受力面積，得到作用到板材上的壓強遠遠超過蠕變過程中的4t/m²～8t/m²。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、在真空退火爐的料盤上放置不平度不大于3mm/m的墊板，然后將待處理的板材整齊疊放于墊板上；所述板材為鈦板材或鈦合金板材；

步驟二、將隔離墊板置于最上層板材上方，然后將多個壓塊平鋪于隔離墊板上并使壓塊的平鋪面積完全覆蓋住待處理的板材；

步驟三、將配重壓板置于步驟二中所述壓塊上，并在配重壓板四周與墊板之間的空間放置用于支撐配重壓板防止配重壓板變形的金屬支撐物；

步驟四、對真空退火爐的料盤進行清理，去除料盤和壓板上的粉塵顆粒，然后將料盤推入真空退火爐中，按照設計的退火工藝曲線進行退火處理。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟一中所述板材的疊放厚度不大于50mm。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟一中所述墊板的材質為純鈦。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟二中所述隔離墊板的材質為純鈦，隔離墊板的厚度為1.0mm～5.0mm，隔離墊板的不平度不大于3mm/m。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟二中所述壓塊的材質為碳鋼。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟二中所述平鋪于隔離墊板上的壓塊的高度公差不大于1mm。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟二中所述壓塊的高度為10mm～100mm，壓塊的上表面和下表面為邊長不大于100mm的正方形。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟三中所述配重壓板的重量≥4A噸，其中A為瞬時作用面積，單位為m²，A的計算方法為：當板材的表面積＜1m²時，A為板材表面積的1/2；當板材的表面積為1m²～2m²，A為板材表面積的1/3；當板材的表面積＞2m²，A為板材表面積的1/4。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟三中所述金屬支撐物的高度為板材的疊放厚度、隔離墊板的厚度和壓塊的高度之和。

上述一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法，步驟四中所述退火處理過程中控制升溫速率為2℃/min，待爐內溫度降至250℃時向爐內充氬氣冷卻。

本發明與現有技術相比具有以下優點：