[发明专利]一种常规热连轧机组生产TA18钛合金带卷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金加工技术领域，具体涉及一种常规热连轧机组生产TA18钛合金带卷的方法。

背景技术

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。

钛合金(titanium alloys)是在利用钛的上述两种结构的不同特点基础上添加适当的合金元素而得到的，钛合金因其添加的合金元素不同而使其相变温度及相分含量均不相同。钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，因此，采用钛合金可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件，如汽车的发动机或者飞机的发动机构件、骨架、紧固件及起落架等。虽然现有技术中钛卷、镍卷等生产工艺已经比较成熟，详情如下：

申请号为201010539656.2的发明申请公开了一种普通热连轧机生产钛卷的方法，包括以下步骤：加热步骤，选取厚度为100～200mm、宽度为890-1125mm的钛坯进行加热，总加热时间控制在80～200min，其中均热段时间控制在30～60min，出炉温度控制在800～880℃；粗轧步骤，轧制2～6道次，粗轧过程关闭高压除鳞水，立辊侧压力P为0-10吨，精轧步骤采用4-7架精轧机，各机架间单位张力为2.5-12MPa，卷取温度为400-600℃。

申请号为200910229999.6的专利申请公开了采用常规热连轧组生产钛带的方法，将150～250mm厚度的钛板坯在步进梁式加热炉内加热至800-900℃，经过五道次粗轧和六机架连轧轧制成2.5～20mm的钛带，并通过卷取机卷取成带卷，终轧温度大于650℃，卷取温度大于550℃，卷重5～15吨。

轧制是利用两个相对辊之间的间隙使得厚板向宽度方向延伸，从而使得厚度变薄的过程。当轧件受到压下力度后，金属除了沿纵向延伸外，在横向也产生变形，引起的宽度变化叫做宽展。金属在轧制时宽展规律非常复杂，目前还没有一个准确计算宽展的理论公式，生产中只能使用经验公式和数据。因此，卷材宽度越大，其轧制难度越高。并且，带材越薄，轧制稳定性就会越差，带材变形较难均匀。现有技术中钛合金带卷生产技术不成熟，主要原因如下：(1)鉴于钛合金的导热系数小、弹性模量低、化学活性高以及塑性变形温度范围较窄，变形抗力对变形温度和变形速率很敏感，因此，大卷钛合金的轧制难度极大，具体是：在钛合金带卷生产过程中，道次压下率、轧制速度、轧制力等工艺参数的确定既要考虑轧制的工业生产要求，又要确保产品的组织性能和尺寸精度，是非常难确定并且标准化的；(2)两种不同的金属材料(如纯钛和钛合金比较，钛合金的强度更高，塑性差，钛合金加工难度更大)、两种存在差异的工艺过程必定会引起加工过程中的金属内部形态、内部结构变化和流动产生巨大差异，从而影响到轧制产品的质量，因此，现有技术中比较成熟的钛卷、镍卷、不锈钢带等的轧制工艺参数均不能直接应用于钛合金带卷的制备过程，使得钛合金带卷的使用受到了很大的限制。

综上所述，行业内急需一种适合钛合金带卷生产工艺以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种常规热连轧机组生产TA18钛合金带卷的方法，以在更大厚度、更大宽度的钛合金带卷上实现工业生产。

一种常规热连轧机组生产TA18钛合金带卷的方法，包括装料步骤、粗轧步骤、精轧步骤以及卷带步骤；

所述装料步骤具体是：将厚度为160-230mm、宽度为1000-1800mm的钛合金板坯装入温度为300-600℃的步进炉预热段内保温100min，随后将板坯送入步进炉加热、保温段，炉温控制在850-1000℃，总加热、保温时间不超过400min；

所述粗轧步骤具体是：将步进炉内的温度为850-1050℃的板坯进行出炉操作，开始粗轧，得到中间坯；

所述精轧步骤具体是：将中间坯进行精轧得到精轧轧件，所述精轧过程的入口温度为750-900℃，终轧温度为600-800℃；

所述卷带步骤具体是：将精轧轧件经过冷却后在卷取机进行卷取，得到钛合金带卷。

优选的，所述粗轧步骤中轧制速度为1-6m/s，所述精轧步骤中轧制速度小于等于12m/min。

优选的，所述粗轧步骤包括五个道次的轧制，其中：

第一道次的压下率为15-22％，轧制速度为1-3m/s，轧制力为15000-35000kN；

第二道次的压下率为18-26％，轧制速度为1-3m/s，轧制力为14000-32000kN；