[发明专利]一种回收钛合金板条余料的方法

说明书

本发明公开了一种回收钛合金板条余料的方法，采用线性摩擦焊的方法，将多块钛合金板条余料依次拼接，得到满足板材热轧轧制生产所需最小尺寸要求即宽度和长度均大于300mm的坯料。本发明采用线性摩擦焊的方法将多块钛合金板条余料进行依次拼接，使得钛合金板条余料之间生成热成形组织的接头，焊接效率高，质量好，得到满足板材热轧轧制生产所需最小尺寸要求的坯料，直接用于板材热轧，从而大幅提升了钛合金板条余料周转效率，节约了生产成本；同时避免了钛合金板条余料作为回收废料用于熔炼导致的合金元素烧损，减少了坯料的浪费，提高了坯料的利用价值。

技术领域

本发明属于钛合金加工技术领域，具体涉及一种回收钛合金板条余料的方法。

背景技术

钛合金具有质轻、比强度高、耐腐蚀等特点，在航空、航天、海洋、化工等领域愈来愈多地应用。而随着钛合金板材用量的大幅提升，如何更加快捷、高效地对板条残料余料进行回收利用变得日益重要。一般地，每生产1000kg钛合金板材，其板条余料约为200～400kg，占比20～40％。在工业生产中，板条状余料长度或宽度方向上最大尺寸一般在300mm以下，而常规板材轧机的最小可轧尺寸为：宽度和长度均大于300mm。因而受该最小可轧尺寸的限制，钛合金板条余料基本不能直接作为坯料进行更薄厚度板材的轧制。

由于钛具有很高的化学活性，高温时氧化、吸气，采用常规方法焊接时一般热影响区大，焊缝处组织粗化，与本体组织明显差异大；而且容易在焊缝处形成碳化物、氮化物及氧化物等而产生焊接脆化现象。因而，对于组织均匀性要求高、尺寸规格大的成品板材，显然不能将板条状余料采用常规焊接而直接拼接作为成品板材交付。目前，钛合金板条状余料一般作为回收废料添加而用于钛合金铸锭熔炼。这种回收方式，一方面使钛合金板条余料中较昂贵的合金元素熔炼烧损，另一方面后续还需热锻成型制备板坯，回收周期长、效率低下；同时，我国目前钛合金残料回收技术成熟度不高，残料添加制备板材的应用领域受限，航空航天以及对于使用条件苛刻的装备制造等领域尚不接受此类材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种回收钛合金板条余料的方法。该方法采用线性摩擦焊的方法将多块钛合金板条余料进行依次拼接，使得钛合金板条余料之间生成热成形组织的接头，焊接效率高，质量好，得到满足板材热轧轧制生产所需最小尺寸要求的坯料，直接用于板材热轧，从而大幅提升了钛合金板条余料周转效率，节约了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种回收钛合金板条余料的方法，其特征在于，采用线性摩擦焊的方法，将多块钛合金板条余料依次拼接，得到满足板材热轧轧制生产所需最小尺寸要求即宽度和长度均大于300mm的坯料。

线性摩擦焊是一种固相焊接方法，在焊接压力的作用下，其中一个焊件相对于另一个焊件沿直线方向以一定的振幅和频率作直线往复运动，发生摩擦粘接与剪切并产生摩擦热，摩擦界面温度上升，当摩擦表面达到粘塑性状态时，在压力的作用下焊合区金属发生塑形流动形成飞边，当摩擦焊接区的温度和变形达到一定程度后，焊件对齐并施加顶锻压力，焊合区金属通过相互扩散与再结晶使金属焊为一体，完成整个焊接过程。

本发明根据钛合金板条余料具有宽度窄、长度短的形状特点，采用线性摩擦焊的方法将多块钛合金板条余料进行依次拼接，使得钛合金板条余料之间生成热成形组织的接头，焊接效率高，质量好，得到满足板材热轧轧制生产所需最小尺寸要求即宽度和长度均大于300mm的坯料，直接用于板材热轧，从而大幅提升了钛合金板条余料周转效率，节约生产成本。

上述的一种回收钛合金板条余料的方法，其特征在于，先将多块钛合金板条余料经切割处理至宽度或长度方向的尺寸相同，且对应长度或宽度方向的一个端面平齐，然后沿垂直于平齐端面的方向将钛合金板条余料依次拼接。采用该优选切割处理方式和拼接方向，有效调整了经切割处理后的多块钛合金板条余料的尺寸，使其易于拼接，且形成便于热轧轧制的坯料，提高了拼接效率，提高了坯料的质量。