[發(fā)明專利]一種鈦及鈦合金板材的校形退火方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110411751.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN102418059A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴毅;呂利強(qiáng);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(wèi);張清;李輝;王興;王蕊寧;舒瀅;曲恒磊;楊建朝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22F1/18
• 分類號(hào): C22F1/18
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鈦及鈦合金板材制備技術(shù)領(lǐng)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(shù)

隨著航空、航天及船舶等工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鈦及鈦合金寬幅薄板的要求日益增多，對(duì)板材不平度要求也越來(lái)越高。目前國(guó)內(nèi)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(yàn)交貨；2)大氣退火爐校形退火→堿酸洗→檢驗(yàn)交貨；3)蠕變退火→堿酸洗→檢驗(yàn)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(jìn)行表面處理，后續(xù)工序增多，生產(chǎn)成本增加、交貨周期延長(zhǎng)。

鈦及鈦合金板材回彈大(鈦的楊氏模量?jī)H為鋼的一半)且強(qiáng)度高，在室溫下矯正到期望平直度后，板材表面產(chǎn)生的殘余應(yīng)力能使板形保持暫時(shí)平整，但隨后的磨削加工或化學(xué)處理會(huì)使板面的殘余應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，使板形再次劣化而出現(xiàn)廢品。金屬材料的固定應(yīng)力達(dá)到某一臨界值以上，加熱到一定溫度，即使應(yīng)力不增加，其金屬材料的塑性變形也會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷發(fā)展，這就是材料的蠕變過(guò)程。經(jīng)過(guò)這一過(guò)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(yīng)力也隨時(shí)間的嚴(yán)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(shí)完成的方法進(jìn)行處理。而傳統(tǒng)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(chǎn)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(nèi)外部壓力差達(dá)到板材校形的方法(壓力可達(dá)4～8t/m²)，而傳統(tǒng)工藝矯形壓板產(chǎn)生的壓力一般小于2t/m²。

蠕變校形后會(huì)產(chǎn)生表面氧化，并且由于退火時(shí)間長(zhǎng)，氧化皮還比較致密，不易去除，而傳統(tǒng)校平退火壓校形方法又無(wú)法滿足板材較高平直度的要求

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)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(duì)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(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)蠕變過(guò)程中的4t/m²～8t/m²。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)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(gè)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(duì)真空退火爐的料盤進(jìn)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(shè)計(jì)的退火工藝曲線進(jìn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhǎng)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(shí)作用面積，單位為m²，A的計(jì)算方法為：當(dāng)板材的表面積＜1m²時(shí)，A為板材表面積的1/2；當(dāng)板材的表面積為1m²～2m²，A為板材表面積的1/3；當(dāng)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(guò)程中控制升溫速率為2℃/min，待爐內(nèi)溫度降至250℃時(shí)向爐內(nèi)充氬氣冷卻。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：