[发明专利]TC4钛合金薄板热轧工艺

说明书

本发明涉及TC4钛合金薄板热轧工艺，属于钛合金材料生产技术领域，该热轧工艺包括基板制备、轧包制备、首轧、复轧、退火和后处理工序，通过采用小变形量多火次轧制工艺生产TC4钛合金薄板，每火次两道次垂直换向轧制，通过合理的轧制变形量控制、加热温度、保温时间和轧制速度设计，显著减小板材的各向异性，同时在制备轧包时，将基板一端焊接固定，防止在轧制过程中基板发生滑移错位，制备的TC4钛合金薄板同板差低；在轧包封边上设置充气口，首轧时从充气口通入氩气，复轧预热时向加热炉中通入氩气，使得基板在高热状态下始终被氩气保护，减轻钛合金氧化，消除多火次轧制造成氧化层过厚影响板材厚度及拉裂纹产生问题。

技术领域

本发明属于钛合金材料生产技术领域，具体地，涉及TC4钛合金薄板热轧工艺。

背景技术

钛合金因其低密度、高强度、耐腐蚀的特性而广泛应用于医疗、航空、军工、汽车制造及电子产品制造行业。其中板材使用最广泛，因此板材的生产工艺是钛合金成型工艺中的重要部分，而钛合金薄板的生产是板材生产中最难的部分，受轧辊条件所制，0.6mm厚度以下的板材同板差无法控制，轧出的板材厚度不均，且轧机过压则可能损坏轧辊。

为了解决薄板生产的同板差问题，本发明使用包轧的生产方法，将多块板材同时轧制，同一材质在相同受力条件下变形也接近，解决同板差的问题，同时提供适用的轧制工艺。

发明内容

为了克服背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供TC4钛合金薄板热轧工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

TC4钛合金薄板热轧工艺，包括以下步骤：

基板制备：取TC4钛合金板材，采用压缩空气吹扫表面灰尘，之后放入加热炉中，升温至440-470℃，保温10min，一方面在该温度下，将坯板表面的工业油等有机物烧除，另一方面降低坯板变形抗力、均匀坯板组织，预防坯板轧制过程变形甚至开裂，保温后取出坯板空冷至室温，采用钢丝刷将坯板表面氧化物刷除，再采用500-800目砂纸对表面抛光至无可见氧化皮，对端面进行倒角处理，避免在轧制过程中从应力集中的尖端形成裂纹，并在高温轧制下造成裂纹扩展，之后将坯板表面采用酒精溶液冲洗，再使用热风机吹干，得到基板；

轧包制备：取3-5块基板对齐堆叠，基板的一端采用氩弧焊焊接固定，避免各个基板在轧制过程中错位，导致轧制变形，将堆叠的基板放置在下覆板上进行定位处理，再将上覆板盖在基板上并与下覆板对齐，之后将上覆板和下覆板的端面均采用钢板焊接封边，在钢板上开设充气口，制成轧包；

轧制：将加热炉预热至800-900℃，从充气口向轧包内通入氩气后置于加热炉中，升温至1000-1020℃，控制保温时间T为14-16min，取出轧包放入轧机中，从基板焊接端咬入，设置轧制速度为1.5-2m/s，每火次轧制两道次，第一道次纵向轧制，控制轧制变形量为8％，第二道次横向轧制，控制轧制变形量为5％，然后进行复轧，复轧过程中，每火次加热炉预热前先向加热炉内通入炉膛容积相同的氩气后预热，控制保温时间T_n＝T-2n，其中n为复轧次数，直至轧制到每块基板厚度为0.4-0.6mm；

退火：将轧制后的轧包取出空冷至表面温度100-150℃，采用超声振动分离，取出基板，再次放入加热炉中，加热至600-750℃，保温8-10min，之后在加热炉内等温退火至室温；

后处理：将退火的基板放入稀硫酸中采用钢丝刷对基板表面刷洗，将表面氧化皮刷除，再采用自来水冲洗2-3次，将表面残留稀硫酸洗脱，之后采用热风机吹干基板，最后将基板切边，表面刷油，包裹防锈油纸，制成TC4钛合金薄板。

进一步地，坯板预处理工中，倒角处理为对基板的上下沿棱边倒圆角，且倒圆角的半径为基板厚度的0.2-0.4倍，酒精溶液的质量分数为40％。