[发明专利]一种钛及钛合金大型钛板坯的加热方法

说明书

技术领域

本发明属于钛及钛合金加工技术领域，特别涉及一种基于推钢式加热炉的钛及钛合金大型钛板坯的加热方法。

背景技术

钛及钛合金因其比强度高，耐腐蚀性能优异，生物相容性好，被广泛用于航空航天、石油化工、制药、制盐、冶金和医疗等行业，被誉为全能金属。钛及钛合金板材的应用前景非常广阔，趋势看好。随着国内外航空业的发展，钛及钛合金在大型运输机上的用量不断扩大，尤其是大规格钛板材的需求也日益增长。因此，大规格钛板材热加工工艺的研究开发和应用工作日趋重要，而大型钛板坯的加热方法是其热加工变形工艺的必要前提，也是生产钛板材的必要工序。

目前，钛及钛合金板坯的加热方式有以下几种：

1)采用室式加热炉加热，室式加热炉又分为电加热炉和煤气炉加热。其中电加热方式炉内气氛可控，温度均匀性好，污染较少，但加热速度较慢，生产效率低；煤气加热方式，炉内气氛不好控制，加热速度快，温度均匀性较差，污染严重。

2)感应加热炉加热，其污染程度小，加热速度快，但是温度均匀性差。

3)连续式天然气加热炉加热，连续式加热炉又分为步进式加热炉和推钢式加热炉。具备黑色金属和有色金属生产并存的少数特种冶金企业，一般先将铸锭锻造成小断面坯料，然后采用加热炉进行坯料加热，加热炉一般采用容量中等的推钢式加热炉，而不是容量较大的步进式加热炉。该加热方法的不足之处是：

a、对于规格大于加热炉两水梁间距的板坯，与推钢式加热炉内的两根承重水梁滑轨接触的板坯面容易被划伤，加热时板坯上的划伤很容易在后续的热加工中遗留下来，而根据钛及钛合金的加工工艺要求，必须对该划伤面进行较大的打磨量才能清除此缺陷。对于价格不菲的钛及钛合金来说，较大的打磨量必然使其成材率降低。

b、对于规格小于加热炉两水梁间距的板坯，若采用该种加热方式加热板坯时，须在板坯下添加料盘。据了解，料盘的材质一般为价格低廉的铸铁或价格昂贵的耐热钢Co20。铸铁料盘不耐磨、不耐热，使用过程中易变形，使用寿命短，材质为Co20的料盘，使用寿命较长，但其成本高。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种钛及钛合金大型钛板坯的加热方法，有效地避免加热过程中板坯表面的划伤，在不缩短垫板使用寿命的同时降低了垫板的制作成本。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种钛及钛合金大型钛板坯的加热方法，包括以下步骤：

1)将复合垫板调运至推钢式加热炉的炉门口，在复合垫板上放置4～8个高为50～70mm的角钢，然后将钛板坯置于角钢上；所述的的复合垫板是以碳钢板为中间基材，以不锈钢板为上、下覆材，经爆炸复合而成的复合板；

2)用推钢机将复合垫板和钛板坯一起推入推钢式加热炉，在600～800℃预热40～60min后，升温至840～960℃加热100～140min，再在840～960℃保温40～80min；

3)钛板坯加热完成出炉之后，将钛板坯与复合垫板分离，钛板坯进入后续加工环节。

所述的复合垫板的长度大于推钢式加热炉的水梁间距，而小于推钢式加热炉的有效宽度，其厚度大于推钢机要求的最小厚度。

所述的复合垫板的碳钢与不锈钢的厚度之比为1∶4～6。

所述的钛板坯与复合垫板是在轧机前密排辊道上进行分离，钛板坯进入轧机进行后续加工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的钛及钛合金大型钛板坯的加热方法，以不锈钢-碳钢-不锈钢复合垫板作为钛板坯加热时的垫板，有效地避免加热过程中板坯表面的划伤，角钢的使用避免了板坯直接与垫板接触而导致板坯加热不均；

复合垫板的长度大于推钢式加热炉的水梁间距，而小于推钢式加热炉的有效宽度，其厚度大于推钢机要求的最小厚度，宽度根据常用坯料规格确定；

该复合板既具有不锈钢的耐热、耐磨损、耐腐蚀、高导热等特性，延长了垫板的使用寿命，同时又具备碳钢的机械强度和易加工的特点，在不缩短垫板使用寿命的同时大大降低了垫板的制作成本。

本发明提供的钛及钛合金大型钛板坯的加热方法，加热后的板坯表面无划伤缺陷，使用后的复合垫板未出现变形和磨损。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

加热厚度为200mm，宽度为1200mm，长度为1700mm的TA2钛板坯，采用厚度比为4，规格为50×1600×2400mm的不锈钢-碳钢-不锈钢复合垫板，具体的加热过程为：