[發明專利]TC4鈦合金薄板熱軋工藝

有效

• 申請號: 202110737572.8
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113333469B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 陳修琳;張雷;錢超鵬
• 申請（專利權）人: 索羅曼（常州）合金新材料有限公司
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B3/00;B21B47/00;B21B45/00;B21B9/00;C21D1/26;C21D9/00
• 代理公司: 廣東省中源正拓專利代理事務所(普通合伙) 44748
• 代理人: 王明亮

本發明涉及TC4鈦合金薄板熱軋工藝，屬于鈦合金材料生產技術領域，該熱軋工藝包括基板制備、軋包制備、首軋、復軋、退火和后處理工序，通過采用小變形量多火次軋制工藝生產TC4鈦合金薄板，每火次兩道次垂直換向軋制，通過合理的軋制變形量控制、加熱溫度、保溫時間和軋制速度設計，顯著減小板材的各向異性，同時在制備軋包時，將基板一端焊接固定，防止在軋制過程中基板發生滑移錯位，制備的TC4鈦合金薄板同板差低；在軋包封邊上設置充氣口，首軋時從充氣口通入氬氣，復軋預熱時向加熱爐中通入氬氣，使得基板在高熱狀態下始終被氬氣保護，減輕鈦合金氧化，消除多火次軋制造成氧化層過厚影響板材厚度及拉裂紋產生問題。

技術領域

本發明屬于鈦合金材料生產技術領域，具體地，涉及TC4鈦合金薄板熱軋工藝。

背景技術

鈦合金因其低密度、高強度、耐腐蝕的特性而廣泛應用于醫療、航空、軍工、汽車制造及電子產品制造行業。其中板材使用最廣泛，因此板材的生產工藝是鈦合金成型工藝中的重要部分，而鈦合金薄板的生產是板材生產中最難的部分，受軋輥條件所制，0.6mm厚度以下的板材同板差無法控制，軋出的板材厚度不均，且軋機過壓則可能損壞軋輥。

為了解決薄板生產的同板差問題，本發明使用包軋的生產方法，將多塊板材同時軋制，同一材質在相同受力條件下變形也接近，解決同板差的問題，同時提供適用的軋制工藝。

發明內容

為了克服背景技術中提到的技術問題，本發明的目的在于提供TC4鈦合金薄板熱軋工藝。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

TC4鈦合金薄板熱軋工藝，包括以下步驟：

基板制備：取TC4鈦合金板材，采用壓縮空氣吹掃表面灰塵，之后放入加熱爐中，升溫至440-470℃，保溫10min，一方面在該溫度下，將坯板表面的工業油等有機物燒除，另一方面降低坯板變形抗力、均勻坯板組織，預防坯板軋制過程變形甚至開裂，保溫后取出坯板空冷至室溫，采用鋼絲刷將坯板表面氧化物刷除，再采用500-800目砂紙對表面拋光至無可見氧化皮，對端面進行倒角處理，避免在軋制過程中從應力集中的尖端形成裂紋，并在高溫軋制下造成裂紋擴展，之后將坯板表面采用酒精溶液沖洗，再使用熱風機吹干，得到基板；

軋包制備：取3-5塊基板對齊堆疊，基板的一端采用氬弧焊焊接固定，避免各個基板在軋制過程中錯位，導致軋制變形，將堆疊的基板放置在下覆板上進行定位處理，再將上覆板蓋在基板上并與下覆板對齊，之后將上覆板和下覆板的端面均采用鋼板焊接封邊，在鋼板上開設充氣口，制成軋包；

軋制：將加熱爐預熱至800-900℃，從充氣口向軋包內通入氬氣后置于加熱爐中，升溫至1000-1020℃，控制保溫時間T為14-16min，取出軋包放入軋機中，從基板焊接端咬入，設置軋制速度為1.5-2m/s，每火次軋制兩道次，第一道次縱向軋制，控制軋制變形量為8％，第二道次橫向軋制，控制軋制變形量為5％，然后進行復軋，復軋過程中，每火次加熱爐預熱前先向加熱爐內通入爐膛容積相同的氬氣后預熱，控制保溫時間T_n＝T-2n，其中n為復軋次數，直至軋制到每塊基板厚度為0.4-0.6mm；

退火：將軋制后的軋包取出空冷至表面溫度100-150℃，采用超聲振動分離，取出基板，再次放入加熱爐中，加熱至600-750℃，保溫8-10min，之后在加熱爐內等溫退火至室溫；

后處理：將退火的基板放入稀硫酸中采用鋼絲刷對基板表面刷洗，將表面氧化皮刷除，再采用自來水沖洗2-3次，將表面殘留稀硫酸洗脫，之后采用熱風機吹干基板，最后將基板切邊，表面刷油，包裹防銹油紙，制成TC4鈦合金薄板。

進一步地，坯板預處理工中，倒角處理為對基板的上下沿棱邊倒圓角，且倒圓角的半徑為基板厚度的0.2-0.4倍，酒精溶液的質量分數為40％。