[實用新型]一種TiAl合金板材熱軋裝置

有效

• 申請號: 201720306654.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN206898061U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 曾尚武;趙愛民;張磊;江海濤;羅琳
• 申請（專利權）人: 北京國網富達科技發展有限責任公司
• 主分類號: B21B3/00
• 分類號: B21B3/00;B21B1/34;B21B37/74
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本實用新型涉及一種TiAl合金板材的軋制裝置，尤其是指一種軋制大尺寸的TiAl合金板材的熱軋裝置。

背景技術

TiAl合金是一種新型輕質耐熱結構材料，比重不到鎳基合金的50％，使用溫度可達700℃-900℃，具有輕質、高強、耐蝕、耐磨、耐高溫等性能優點，逐漸成為航空、航天等領域重要的備選材料。TiAl合金的板材除了有望直接用作結構材料外，還可以用作超塑性成形的預成形材料，并用于制作近凈成形航空、航天發動機的零、部件以及超高速飛行器的翼、殼體等。

TiAl合金板材的制備主要有鑄錠冶金法和粉末冶金法。鑄錠冶金法制備是先熔煉制備TiAl合金鑄錠，隨后采用熱等靜壓和均勻化退火處理，然后鍛造細化鑄造組織，最后進行軋制。奧地利Plansee AG公司在鑄錠冶金法基礎上實用新型了一種先進的TiAl合金板材軋制技術(ASRP)，成功軋制出TiAl合金板材的最大尺寸可達1800mm×500mm×1mm。國內北京科技大學、哈爾濱工業大學等單位開展了鑄錠冶金法TiAl合金板材制備研究，分別軋制出尺寸為360mm×100mm×3.5mm的高鈮TiAl合金板材和700mm×200mm×2mm的β-γ-TiAl合金板材。粉末冶金法是將Ti和Al元素混合粉經過壓制、擠壓、軋制等加工過程近凈成形為混合粉板材，成形后的板材在隨后的燒結、熱壓或熱等靜壓過程中通過活化反應生成TiAl合金，或者預合金化粉末熱等靜壓固結后再進行熱軋。國內中南大學等單位開展了末冶金法TiAl合金板材制備研究，其尺寸相對較小。如上所述，國內所軋制的TiAl合金板材尺寸較小，與國外還存在較大差距。因此，非常有必要開展大尺寸TiAl合金板材制備技術的研究。

到目前為止，TiAl合金制備技術中存在的問題仍然沒有得到很好的解決，特別是采用熱軋工藝制備板材時很容易開裂，使得到大尺寸、高質量板材非常困難。原因一方面主要是TiAl合金屬于難變形合金，不適合高溫軋制成形。另一方面是TiAl合金變形溫度窗口非常窄，近等溫包套軋制工藝的控制較難。現有技術多是采用包套方式低速軋制，無法避免TiAl合金板材沿軋制方向所產生的溫度梯度和板材邊緣的溫降，尤其是大尺寸TiAl板材。同時，板材與軋輥接觸使板材表面溫度急劇下降。此外，道次間將大尺寸TiAl合金板坯或板材出爐時存在一定的溫降，從爐中取出或回爐保溫也給操作帶來了困難。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種TiAl合金板材熱軋裝置，能夠有效解決TiAl合金板材軋制過程中的溫降及操作困難等問題，尤其是適用于軋制大尺寸TiAl合金板材。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種TiAl合金板材熱軋裝置，該熱軋裝置包括以下部件：輥道，還依次包括設置于輥道旁的第二加熱爐、所述輥道上的第一加熱爐、軋機前保溫罩、熱軋機、軋機后保溫罩和輥底式隧道熱處理爐；

第一加熱爐為輥底式隧道加熱爐；

軋機前保溫罩和軋機后保溫罩分別位于熱軋機的入口側和出口側；

輥底式隧道熱處理爐依次包括高溫區、中溫區和低溫區。

在上述裝置中，優選地，各個部件之間設有一定的間距。

在上述裝置中，優選地，第二加熱爐與第一加熱爐的間距為1m-10m；第一加熱爐與軋機前保溫罩的間距為0.1m-2m；軋機前保溫罩與熱軋機的間距為0.5m-5m；熱軋機與軋機后保溫罩的間距為0.5m-5m；軋機后保溫罩與輥底式隧道熱處理爐的間距為0.1m-2m。

在上述裝置中，優選地，熱軋機包括工作輥、第二加熱裝置和兩個導位裝置；

工作輥用于進行板材的軋制，其至少包括一個上工作輥和一個下工作輥，上工作輥與下工作輥上下對應設置以配合使用，且下工作輥的上表面與輥道的上表面位于同一水平面上；

第二加熱裝置設置在所述上工作輥和下工作輥附近，用于對工作輥進行連續在線加熱；第二加熱裝置的加熱方式為連續在線高頻感應加熱，能夠將上工作輥和下工作輥表面溫度加熱到300℃-600℃并予以保持；

兩個導位裝置分別位于熱軋機的入口處和出口處，以便板坯或軋件按既定的方向和狀態準確地、穩定地進入和導出軋輥。

在上述裝置中，優選地，被加熱的上工作輥和下工作輥的輥面長度為其輥身長度的90％-95％。

在上述裝置中，優選地，第一加熱爐的頂部及兩側安裝有若干第一加熱裝置。

在上述裝置中，優選地，輥底式隧道熱處理爐的各溫區的頂部及兩側安裝有若干第一加熱裝置，其中，第一加熱裝置為任意的可以進行加熱的裝置，對第一加熱裝置的數量也不作限制。