[實用新型]一種工業純鈦帶材的在線軟化退火處理系統

有效

• 申請號: 201520257939.6
• 申請日: 2015-04-26
• 公開（公告）號: CN204589277U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 唐國翌;葉肖鑫;宋國林
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C21D9/52;C21D1/32
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標代理有限公司 44257
• 代理人: 李保明;王鎖林

技術領域

本實用新型涉及工業純鈦帶材軟化退火處理系統，更具體地說，是一種工業純鈦帶材的高能電脈沖在線軟化退火處理系統。

背景技術

隨著世界性的能源危機和環境污染問題日趨嚴重，為了降低能耗和減少機動機械尾氣排放造成的環境污染，在航空、航天和汽車等領域，結構輕量化所帶來的效益十分顯著，包括可以提高飛行器和機動車輛的機動性，減少油耗，降低了對運送工具的要求和運送的費用。汽車、商(軍)用飛行器是量大而廣的交通工具，材料結構微小的改進，就會產生顯著的經濟效益。傳統的結構材料(鋼鐵、鋁等)在國民經濟中面臨節能、降耗、減排和環保的嚴峻形勢。在這種情況下，應用和開發輕質結構材料工業純鈦，已成為近幾年國內外研究和發展的熱點和重點。

工業純鈦是一種重要的輕質結構材料，尤其是工業純鈦具有密度低、強度高、耐腐蝕性強、可焊、中溫性能好和無磁等優點，使之在航空、航天、船艦、兵器、核能、交通運輸產業、軍事和電子、信息產業等領域有著廣泛的應用。因此金屬工業純鈦被譽為“21世紀最重要的綠色工程材料”。

近年來，TA2工業純鈦作為最重要的工業純鈦之一得到飛速的發展和廣泛的應用，但TA2工業純鈦成形后回彈很大，尺寸控制十分困難，對成形尺寸的精度有很大影響。此外，工業純鈦板材冷成形時硬化比較嚴重要，摩擦系數大，與其它金屬的親和力強，成形中容易粘模、劃傷，沖壓性能較差、板形控制困難等，因此在很大程度上限制了變形工業純鈦的進一步應用。如果對TA2工業純鈦進行適當的變形和后續熱處理(如不完全或完全退火)，可大幅度提高其綜合力學性能，很好地解決翹曲等不良板形問題，因而這種綜合力學性能優良的TA2工業純鈦應具有更廣泛的市場應用前景和更廣闊的發展空間。

一般的阿爾法單相TA2工業純鈦經過冷加工后(如冷軋、冷拉拔等)組織由原始的沿變形方向拉長或縮短的粗大變形組織組成，在晶內及晶界含有不均勻分布的形變畸變能。晶粒尺寸及畸變程度與具體的材料成分、熱處理(加工)工藝、冷卻工藝和冷卻介質等因素有關。有研究報道，TA2工業純鈦熱變形后可使材料轉變為以形變拉長的阿爾法相為基體，同時殘留少量的貝塔相均勻彌散分布于晶界和晶內，從而提高其強度和韌性。盡管如此，TA2工業純鈦經過上述處理后，仍然有大量粗大的等軸狀α相，同時組織內部含有高密度的畸變能。擁有這種組織的TA2工業純鈦在后續變形或者在承受外部載荷的過程中，在粗大的變形拉長的α-Ti和含有高畸變能的晶界處容易產生應力集中，形成裂紋源而產生裂紋，使材料過早的失效和不利于后續成型，因此內部組織非畸變晶粒的數量、分布和形貌特征嚴重影響了TA2工業純鈦的力學性能。

很明顯，如果要在此基礎上進一步提高TA2工業純鈦的韌性和其后續成型能力，只有改善其中非畸變等軸晶粒的分布和形貌使之朝有利于其韌性提高的方向發展，以期提高材料的綜合力學性能。而傳統的完全退火熱處理工藝可在一定程度上提高TA2工業純鈦的塑性，但由于工業純鈦中溶質原子在固相中擴散速度很慢，一般工業純鈦的完全退火處理工藝存在加熱溫度高(650℃以上)、保溫時間長(視爐內批量的大小而定，一般數小時)和能耗大等問題，由于加熱溫度高、保溫時間長，工業純鈦的表面很容易氧化，特別是工業純鈦板、帶材一旦出現局部表面氧化現象，后續處理很難去除氧化層，嚴重影響后續成型工序和最終產品的質量；同時在長時間高溫情況下，TA2工業純鈦容易發生晶粒異常長大，直接導致材料內部晶粒尺寸嚴重不均勻，嚴重損害了材料的最終力學性能。再者，還必須嚴格控制工業純鈦的加熱方式和加熱速度等工藝，以防一旦加熱方式和升溫速度選擇不當，將會產生材料內部溫度不均、局部過燒，最終導致固溶處理后材料內部組織不均勻和力學性能不穩定的后果，所以影響傳統熱處理工藝的因素復雜，生產成本高。因此如何克服工業純鈦傳統不完全及完全退火熱處理工藝的不足，研究一種具有良好綜合力學性能的TA2工業純鈦的新型軟化退火處理工藝及系統就顯得尤為重要。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種工業純鈦帶材的在線軟化退火處理系統，以解決用傳統不完全及完全退火處理工藝處理工業純鈦帶材存在的上述技術問題。

本實用新型的具體技術方案如下：

一種工業純鈦帶材的在線軟化退火處理系統，其包括：

軋機，該軋機包括：軋輥，軋輥輸入側的開卷裝置，軋輥輸出側的收卷裝置，以及對應設置在開卷裝置與軋輥之間和軋輥與收卷裝置之間的第一支撐輥和第二支撐輥，所述軋輥和第一支撐輥之間設置兩個電接觸裝置；