[發明專利]一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法

在審

• 申請號: 201610007543.5
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105568196A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 林建國;鄭理
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鈦合金材料制備技術領域，具體是涉及一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法。

背景技術

在化學化工、航空航天、造船等工業領域，鈦及鈦合金板材的應用越來越廣泛，其主要被用做飛機的蒙皮和輪船的殼體。這是由于鈦及鈦合金具有很高的比強度和優異的抗腐蝕性能。工業純鈦作為α鈦合金塑性優良，冷變形能力優異，可采用多種加工工藝制備所需規格的板材。

由于α鈦為密排六方結構，原本雜亂的晶體取向在軋制加工過程中容易出現晶體的擇優取向，進而形成織構，造成板材沿RD（軋制方向）和沿TD（板面垂直軋制方向）的力學性能有很大差異，使板材表現出明顯的各向異性，極大地限制了鈦板的應用。如何有效地控制鈦板軋制的織構，減弱甚至消除鈦板的各向異性是一個重要的課題。

中國專利CN102989768A公開了一種有效降低冷軋鈦帶卷各向異性的加工方法，專利中采用的是再結晶退火的方法來減弱鈦帶卷的各向異性，但再結晶退火對減弱鈦帶卷各向異性效果并不是太理想。專利CN101817015A、CN102021296A均是在不同的溫度下對鈦板進行再結晶退火，且工藝繁瑣，生產成本高。中國專利CN103230936A介紹了熱軋下減弱鈦板各向異性的方法，并未對冷軋減弱鈦板各向異性進行說明；且在熱軋中采用換向軋制，換向軋制雖然能減弱軋制鈦板的各向異性，但不適用于工業化生產。

發明內容

針對工業純鈦板冷軋過程中存在的各向異性問題，本發明提供一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法，所生產的鈦薄板各向異性明顯減弱甚至消除，產品表面質量好，加工工藝簡單，生產成本低，適合工業化生產。

為了解決上述問題，本發明通過對冷軋工業純鈦板進行循環相變來控制板材的織構，具體步驟如下：

（1）原料的準備：經過熱軋后厚度為4～8mm的工業純鈦板材；

（2）將原料在多輥冷軋機上進行冷軋變形，得到初軋板坯，并對初軋板坯進行常規的脫脂處理；

（3）對初軋板坯進行2次循環相變處理；

（4）將經過循環相變處理的工業純鈦板在多輥冷軋機上進行冷軋變形，得到薄鈦板，并對其進行常規脫脂處理；

（5）對薄鈦板進行退火處理。

上述一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法中，步驟（1）中原料為TA1和TA2。

上述一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法中，步驟（2）中原料在多輥冷軋機上進行冷軋變形，變形量為70%～90%，軋制速度為20～30m/min。

上述一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法中，步驟（3）中初軋板坯的循環相變是在950±10℃的爐中(即高于鈦的α→β相變溫度約50℃左右)保溫一定時間（熱透為最少時間，一般為厚度（mm）的0.4～0.5系數（min），但不要少于10～15min）后出爐空冷，如此循環2次。

上述一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法中，步驟（4）中初軋板坯在多輥冷軋機上進行冷軋變形，變形量為15%～25%，軋制速度為30～40m/min。消除循環相變帶來的板材表面不平整的問題。

上述一種控制工業純鈦板冷軋織構的加工方法中，步驟（5）中對薄鈦板的再結晶退火是在700±10℃的爐中保溫1h。

區別于現有專利中減弱冷軋鈦板各向異性的方法，本發明采用多次循環相變法來控制鈦板中的織構，進而減弱冷軋鈦板各向異性。本發明主要優點有：

（1）本發明在對原料進行第一次冷軋后，變形量可達70%～90%，減少了中間的熱處理工序，降低了成本；

（2）本發明在軋制過程中沒有進行換向軋制，適用于工業化生產；

（3）本發明經2次α→β→α循環相變后再經20%左右冷軋并退火處理后，使冷軋、再結晶織構（115）[010]和（013）[110]等被抑制，形成了較強的[110]║ND相變纖維織構（ND為軋制板面的法向），使板材沿RD（軋制方向）和沿TD（板面垂直軋制方向）的屈服強度差異明顯減小甚至消除；

（4）本發明的生產的鈦板表面質量好，后續加工成型性能良好。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖；

圖2為經過循環相變TA2的金相照片；

圖3為經過退火后的TA2的金相照片；

圖4為經過循環相變冷軋退火后TA2沿RD和TD方向的應力-應變曲線。

具體實施方式

結合附圖和具體實施方法對本發明進行詳細說明。