[发明专利]一种纯钛薄板表面晶花的加工方法

说明书

本发明提供了一种纯钛板材的制备方法，包括以下步骤，在真空条件下，将纯钛板材原料经过第一次升温保温步骤和第二次升温保温步骤后，再经过快速风冷淬火处理后，得到表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；所述第二次升温保温的保温温度为大于950℃且小于等于1050℃；所述鳞片状晶花的尺寸为大于3mm且小于等于8mm。该纯钛薄板的晶花表面具有光洁度高，抗污能力强，长时间表面不会变黑，抗氧化性强的特点。而且钛薄板表面金属晶体结构未发生变化，为低温稳定相α‑Ti。此外加工后钛材表面微孔孔径变小、数量减少，组织更加致密。本发明具有工艺简单，成本低、晶花生成速度快，尺寸大小均匀，能在大规模工业生产线上应用的特点。

技术领域

本发明属于纯钛薄板表面热处理技术领域，涉及一种纯钛板材的制备方法，尤其涉及一种纯钛薄板表面晶花的加工方法。

背景技术

纯钛金属薄板表面是金属的本色，外观过于单一，对于钛薄板制品的应用有较大的限制作用，随着消费者对钛制产品的需求越来越大，钛产品的表面也急需多样化。此外，金属本色的钛制品随着表面氧化，出现发黑的缺陷。钛薄板表面的晶花处理不仅能够使钛制品更加美观，而且能够经历解决钛制品表面发黑的缺陷。

现有的技术方案中也公开了一些改进的方案，如钛制品针状结晶花纹的制备方法，但是该制备方法较为复杂，需要分三个阶段进行加热保温工艺，处理工艺效率较低，三次加工时间消耗之多需要16个小时，至少需要3.75个小时，能源消耗较大，不环保。也有技术方案公开过钛制品晶体花纹的加工方法，但制备过程中，直接升温至1000℃以上，导致晶体生长速度过快，晶粒的粒度分布和形状均匀性均不能得到有效控制；特别是经过冷加工成型的薄壁产品，其局部冷加工应力的释放和破碎的晶粒的再结晶均会消耗更多的能量，造成与其它部位花纹尺寸和形状存在明显差异。高温条件下(1000℃以上)氧元素的扩散速度要大于氧化膜的生成速度，材料表面能够保持金属光泽不会氧化。此外，该工艺热处理后需要增加抛光、酸洗刻蚀等高污染的工序，才能获得金属光泽。对于0.8mm厚以下的薄壁件，特别是形状复杂工件，抛光工序几乎无法完成，酸洗刻蚀也存在不均匀的现象。

因此，如何找到一种更为适宜的纯钛板材表面晶花的制备工艺，解决上述技术问题，特别是还能够适于纯钛薄板，已成为国内研发型生产企业以及一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种纯钛板材的制备方法，尤其是一种纯钛薄板表面晶花的加工方法。本发明制备纯钛薄板具有特定尺寸的鳞片状晶花，晶花尺寸大小均匀，而且晶花表面具有光洁度高，抗污能力强，长时间表面不会变黑，抗氧化性强的特点。同时，制备工艺简单，加工成本低、晶花生成速度快，易操作，更加适于工业化规模生产的推广和应用。

本发明提供了一种纯钛板材的制备方法，包括以下步骤：

1)在真空条件下，将纯钛板材原料经过第一次升温保温步骤和第二次升温保温步骤后，再经过快速风冷淬火处理后，得到表面具有鳞片状晶花表观结构的纯钛板材；

所述第二次升温保温的保温温度为大于950℃且小于等于1050℃；

所述鳞片状晶花的尺寸为大于3mm且小于等于8mm。

优选的，所述纯钛板材为纯钛薄板；

所述纯钛板材的厚度为0.4～2mm；

所述纯钛板材的纯度为含Ti≥99.6％。

优选的，所述鳞片状晶花具体为马氏体相变形成的鳞片状晶花；

所述鳞片状晶花为具有金属光泽的鳞片状晶花；

所述鳞片状晶花为均匀分布的鳞片状晶花。

优选的，所述鳞片状晶花在纯钛板材经淬火降温至相变温度T_β以下后得到；

所述淬火降温前，纯钛板材仅需经过两步热处理；