[发明专利]低氧含量纯钛精密薄带卷材的轧制成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯钛精密薄带卷材的轧制加工方法，具体地说是一种低氧含量纯钛精密薄带卷材的轧制成型方法。

背景技术

为保证飞行器机体结构具有足够的强度和刚度，并减轻结构质量，通常采用比强度、比刚度高的材料。飞行器机体结构常用的结构形式有蒙皮框架结构、整体壁板结构、蜂窝夹层或填料夹层结构、冲压薄壳结构等。近年来，飞行器的飞行速度已有亚声速向超声速甚至高超声速发展。当马赫数为2~3时，飞行器表面温度可达200~300℃。为此，飞行器的许多构建，如壳体、燃料箱、进气道、尾翼和整流罩骨架等大量选用钛及钛合金，作为蒙皮框架结构、整体壁板结构、蜂窝夹层或填料夹层结构、冲压薄壳结构原材料的钛及钛合金薄板材的重要性越发凸显。

    由于钛及钛合金轧制性能较差，加之国内厂家轧制技术、设备落后，采用热轧和包覆叠轧工艺生产的国产厚度≤1mm的钛及钛合金薄板与国外同类产品存在较大的质量差距，普遍存在表面含氧量高、纤维组织差、表面平整度低、厚度偏差大等缺点。在后续的加工成型过程中，常常会造成焊接性能差、超塑性成型性差、疲劳强度差，导致飞机、导弹等航空航天器钛合金构件尺寸精度难以控制的技术难题。

发明内容

为了克服现有纯钛精密薄带卷材轧制成型方法所存在的问题，本发明的目的是提供一种低氧含量纯钛精密薄带卷材的轧制成型方法。该方法轧制成型的薄带卷材综合性能优越，生产方法简单易行，成本低，效率高。

    本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低氧含量纯钛精密薄带卷材的轧制成型方法，该轧制成型方法通过多次二十辊轧机冷轧轧制得到低氧含量纯钛精密薄带卷材，其特征在于：包括以下步骤：

1）、原料准备：采用厚度为1~2.5mm的纯钛卷为原料；

2）、初轧：将原料进行二十辊轧机一次冷轧轧制，得到初轧卷材；

3）、脱脂：将得到的初轧卷材通过清洗机组进行脱脂处理；

4）、再结晶退火：脱脂后的卷材通过连续光亮退火炉进行再结晶退火处理；

5）、二次冷轧：将完全退火后的初轧带卷材进行二十辊轧机二次冷轧轧制，得到薄带卷材；

6）、二次脱脂：将得到的卷材二次脱脂处理；

7）、成型：将去应力退火后的薄带卷材进行张力矫直、纵切/横切、检验、包装入库，得到低氧含量纯钛精密薄带卷材成品。

步骤1）中，原材料为TA0、TA1、TA2、TA3。

步骤2）中，二十辊轧机的工作辊表面粗糙度控制在Ra0.02~0.7μm，二十辊轧机一次冷轧道次变形率40~70%。

步骤3）中脱脂剂为pH9~11的碱性溶液。 

步骤4）中再结晶退火温度为600℃~950℃，保温时间10~30分钟，还原或惰性气氛保护，快速空冷。

步骤5）中，二十辊轧机的工作辊表面粗超度控制在Ra0.02~0.50μm，二十辊轧机二次冷轧道次变形率20~50%。

步骤6）中脱脂剂为pH9~11的碱性溶液。

本发明，得到的低氧含量纯钛精密薄带卷材成品表面没有富氧层等表面污染层；内应力分布均匀，无各向异性，后续塑性成型好。厚度公差为±2%，镰刀弯为0.3~1mm/1m，表面质量为TR，表面平整度达1-2I-Unit、晶粒度达到5~6级。与现有技术相比，本发明得到的低氧含量纯钛精密薄带卷材综合性能优越，生产方法简单易行，成本低，效率高。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本发明的工艺流程图。一种低氧含量纯钛精密薄带卷材的轧制成型方法：采用厚度为1.5mm的冷轧2B表面的TA2纯钛薄卷材为原料，经二十辊轧机轧制、碱液脱脂、再结晶退火、二十辊轧机二次冷轧、二次碱液脱脂、张力矫直、纵切/横切、检验、包装入库等工序制成。

其中二十辊轧机一次轧中的工作辊表面粗糙度为Ra0.7μm，道次变形率40%。脱脂剂为pH10的碱性溶液。再结晶退火温度为650℃，保温时间15分钟，氩气气氛保护，快速空冷。二十辊轧机二次冷轧中的工作辊表面粗超度为Ra0.50μm，道次变形率20%；所制得的低氧含量纯钛精密薄卷材表面没有任何富氧层等表面污染层，内应力分布均匀，无各向异性，后续塑性成型性好。其厚度为0.72±0.01mm，镰刀弯为0.5mm/m，表面质量为TR，表面平整度达2I-Unit、晶粒度达到6级。

实施例2