[發(fā)明專利]冷軋工業(yè)純鈦卷的真空退火工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410424370.8
• 申請(qǐng)日: 2014-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN104152832A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖聰;李軍;彭琳;許震;王瑩;盧東;林崇智;楊柳;謝韶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22F1/18
• 分類號(hào): C22F1/18;C22F1/02
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 何強(qiáng);楊冬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及純鈦的熱處理工藝，尤其是一種純鈦卷的真空退火工藝。

背景技術(shù)

工業(yè)純鈦根據(jù)所含雜質(zhì)成分和冷變形率的不同，具有介于450～550℃范圍內(nèi)的不同的再結(jié)晶溫度，鈦卷的退火溫度應(yīng)高于再結(jié)晶溫度，才能保證鈦卷的再結(jié)晶完全進(jìn)行，其中，退火溫度是指退火時(shí)應(yīng)加熱達(dá)到的溫度。鈦的化學(xué)性質(zhì)活躍，在高溫下易與空氣中的O、H、N等元素發(fā)生反應(yīng)而生成氧化層，使理化性能變差，不僅硬度和脆性增大，塑性和彈性降低，而且高溫下工業(yè)純鈦的吸附性也較強(qiáng)，清洗后鈦卷表面的殘留物、退火升溫氣氛中的碳化物和粉塵可能被吸附至鈦卷表面，形成退火黑斑，由此影響鈦卷的表面質(zhì)量。

目前，國(guó)內(nèi)純鈦卷的退火方式主要有真空爐退火、罩式爐退火和連續(xù)退火三種。其中，罩式爐主要用于鋼卷退火，對(duì)于鈦卷，罩式爐退火是采用充惰性氣體保護(hù)的措施防止氧化，但是該工藝置換空氣能力有限，殘留的空氣容易使鈦表面與空氣中N、H、O等元素反應(yīng)，影響表面質(zhì)量，同時(shí)清洗后的鈦卷表面殘留物也不能通過真空系統(tǒng)排出；采用連續(xù)退火具有生產(chǎn)效率高的顯著特點(diǎn)，但是退火后表面氧化嚴(yán)重，必須進(jìn)行酸洗或堿洗等表面處理才能滿足要求；真空退火是在加熱前將爐內(nèi)空氣排出，在低真空度狀態(tài)的環(huán)境下進(jìn)行加熱，并且通過真空泵將表面揮發(fā)物排到爐外，然后在某個(gè)階段充入惰性氣體保護(hù)，直至冷卻出爐，因此能保證鈦卷表面的綜合質(zhì)量，故常采用真空退火對(duì)成品鈦卷進(jìn)行熱處理。

一方面，鈦卷軋制過程中使用的潤(rùn)滑油使扎制后的鈦卷表面形成一層油印，即使經(jīng)過脫脂清洗，一般也會(huì)留下油膜；另一方面，扎制后的鈦卷硬度高，加工困難，因此真空退火的作用實(shí)質(zhì)上就是脫除鈦卷表面的殘留物和使其軟化、降低硬度、改善切削加工性。退火工藝不當(dāng)會(huì)影響表面光潔度和組織均勻度，由于鈦導(dǎo)熱性較差，成卷退火與板帶退火存在較大差別，鈦板與鈦帶的退火工藝不能直接用于鈦卷的退火。

CN101654767A公開了一種工業(yè)純鈦卷的真空保護(hù)氣氛退火工藝，能大大縮短退火周期，但退火后鈦卷的表面清潔度還不夠高、整卷的組織不夠均勻。

發(fā)明內(nèi)容

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，CN101654767A公開的工業(yè)純鈦卷的真空保護(hù)氣氛退火工藝，其工藝中采用了較快的升溫和降溫速率，保溫時(shí)間也比較短，對(duì)于熱傳導(dǎo)較慢的純鈦卷，退火后，鈦卷的表面清潔度不夠高，整卷組織不夠均勻。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種冷軋工業(yè)純鈦卷的真空退火工藝，即能保證退火后鈦卷表面光潔度一致、清潔度高，又能使整卷晶粒度一致、組織均勻，獲得優(yōu)良的力學(xué)性能，提高鈦卷的綜合品質(zhì)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：

冷軋工業(yè)純鈦卷的真空退火工藝，包括以下步驟：

A、將表面清洗后的冷軋工業(yè)純鈦卷裝入真空退火爐內(nèi)，對(duì)真空爐預(yù)抽真空至真空度≤2.0×10^-3Pa；然后以40～90℃/h的升溫速率將爐溫升至450～500℃，保溫3～6小時(shí)；保持真空度≤2.0×10^-3Pa，即能防止鈦卷表面被氧化，又有利于鈦卷表面的油污和雜質(zhì)揮發(fā)排出，使鈦卷表面清潔度高；

B、繼續(xù)以50～100℃/h的升溫速率將爐溫升至600～680℃后，再向爐內(nèi)充入純度≥99.99％的惰性氣體至壓強(qiáng)為2.0～8.0kPa，保溫4～8小時(shí)；

C、關(guān)閉加熱系統(tǒng)，以50～100℃/h的冷卻速率將爐溫冷卻至330～370℃后，開啟強(qiáng)制冷卻系統(tǒng),直至爐溫≤150℃后取出鈦卷。

優(yōu)選的，步驟A中，升溫速率為50～80℃/h。

優(yōu)選的，步驟A中，將爐溫升至460～480℃，保溫3～3.5小時(shí)。

優(yōu)選的，步驟B中，將爐溫升至630～650℃，保溫4.5～6.5小時(shí)。

優(yōu)選的，步驟B中，惰性氣體的純度≥99.999％。

優(yōu)選的，步驟C中，以50～80℃/h的冷卻速率將爐溫冷卻至330～370℃后，開啟強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)。

優(yōu)選的，步驟C中，將爐溫冷卻至350℃后，開啟強(qiáng)制冷卻系統(tǒng)。

優(yōu)選的，步驟B中，充入惰性氣體后開啟循環(huán)風(fēng)機(jī)。

優(yōu)選的，在步驟A之前，通過化學(xué)堿洗方法對(duì)鈦卷的表面進(jìn)行脫脂處理。

優(yōu)選的，在步驟A之前，鈦卷軋制過程中，采用油溶性礦物油作為潤(rùn)滑油。