專利名稱：一種鈦合金箔材的制備方法
技術領域：
本發明屬于鈦合金材料制備技術領域，具體涉及一種鈦合金箔材的制備方法。
背景技術：
箔材是鈦合金的一種重要產品形式，具有廣泛的應用。TC4、TB8、TB5等高強鈦合金的變形抗力大，冷成型性好，適于制備冷軋板材。但從冷軋板到箔材的制備過程中，合金加工變形抗力大，易產生加工硬化和時效效應，對設備和操作要求高，一般需要二十輥箔材軋機進行加工，所以TC4、TB8、TB5等高強鈦合金的箔材的制備存在很大困難。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種鈦合金箔材的制備方法。該方法采用包覆疊軋工藝制備鈦合金箔材，大大降低了對軋制設備的要求，無需采用復雜而昂貴的二十輥軋機，只需要常規的四輥可逆式熱軋機即可制備鈦合金箔材。采用該方法制備的鈦合金箔材的厚度為O. 05mm O. 3mm,表面質量優良,可實現大規模工業化生產。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將厚度為O. 5mm 2. Omm的鈦合金板置于電爐中，在溫度為600 V 650°C的條件下保溫15min 20min進行表面氧化處理；步驟二、將2 4張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張鋼板之間，兩張所述鋼板將整齊疊放后的鈦合金板完全包覆，兩張所述鋼板的厚度均為整齊疊放后的鈦合金板總厚度的2 4倍；步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在壓合后鋼板的任一端預留透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板置于真空氬弧焊箱中，在真空度為I X IO-1 I X IO-2Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為900°C 980°C，加熱時間T滿足(D/2+20) ( T彡(D/2+30)，其中D為疊軋包的厚度值，D的單位為mm，T的單位為min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中軋制，得到軋制板坯；所述軋制的道次變形率為10% 15%，所述軋制的總變形率為70% 90% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，然后將脫除鋼板后的軋制板還依次進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 05mm O. 3mm的鈦合金箔材。上述的一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鈦合金板為TC4鈦合金板、TB8鈦合金板或TB5鈦合金板。上述的一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鈦合金板為冷軋態的鈦合金板。上述的一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，步驟二中兩張所述鋼板在長度方向和寬度方向的尺寸均比整齊疊放后的鈦合金板大15mm 20mm。本發明與現有技術相比具有以下優點(I)本發明采用包覆疊軋工藝制備鈦合金箔材，大大降低了對軋制設備的要求，不需要采用復雜而昂貴的二十輥軋機，只需要常規的四輥可逆式熱軋機即可制備厚度為
O.05mm O. 3mm欽合金猜材。(2)本發明在軋制時采用熱軋工藝，能夠避免鈦合金傳統冷軋過程中出現的變形抗力大、易開裂的嚴重缺陷，并大大減少加工工序。(3)本發明的疊扎包用鋼板的厚度為所疊放的鈦合金板的總厚度的2 4倍，使鋼板和鈦板同步變形工藝得到優化，并且包覆方便。(4)采用本發明制備的鈦合金箔材的厚度為O. 05mm O. 3mm,厚度精確可控,表面質量優良，可實現大規模工業化生產。下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
具體實施例方式實施例I本實施例的鈦合金箔材的制備方法包括以下步驟步驟一、將尺寸為400_X400_X I. 5mm的冷軋態TC4 (Ti_6Al_4V)鈦合金板置于電爐中，在溫度為650°C的條件下保溫15min進行表面氧化處理；步驟二、將2張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張尺寸均為415_X415_X6mm的鋼板之間；步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在鋼板任一端預留一長約70mm的透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板放入真空氬弧焊箱中，在真空度為IXlO-2Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到厚度為15mm的疊軋包；所述疊軋包的厚度為整齊疊放后鈦合金板的厚度與兩張鋼板的厚度之和；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為900°C，加熱時間為36min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中反復軋制13道次，得到厚度為2. Omm的軋制板坯；所述軋制的道次變形率分別為15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，12%，12%，12%，所述軋制的總變形率為 87% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，測得軋制后的TC4鈦合金板的厚度為O. 22mm，然后依次進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 2mm，表面光潔的TC4鈦合金箔材。實施例2本實施例的鈦合金箔材的制備方法包括以下步驟步驟一、將尺寸為400mmX400mmX0. 5mm的冷軋態TB8(Ti-15Mo-3Al-2. 7Nb_0. 25Si，β 21S)鈦合金板置于電爐中，在溫度為600°C的條件下保溫20min進行表面氧化處理；步驟二、將3張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張尺寸均為415_X415_X4mm的鋼板之間；
步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在鋼板任一端預留一長約70mm的透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板放入真空氬弧焊箱中，在真空度為IXlO-2Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到厚度為9. 5mm的疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為920°C，加熱時間為30min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中往復軋制11道次，得到厚度為I. 8mm的軋制板坯；所述軋制的道次變形率分別為15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，12%，12%，10%，所述軋制的總變形率為81% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，測得軋制后的TB8鈦合金板的厚度為O. Ilmm0然后依次進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 1mm，表面光潔的TB8鈦合金箔材。實施例3本實施例的鈦合金箔材的制備方法包括以下步驟步驟一、將尺寸為350mmX350mmX0· 8mm 的冷軋態 TB5 (Ti-15V-3Al-3Cr_3Sn)鈦合金板置于電爐中，在溫度為650°C的條件下保溫15min進行表面氧化處理；步驟二、將3張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張尺寸均為365mm X 365mm X 5. 5mm 的鋼板之間；步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在鋼板任一端預留一長約60mm的透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板放入真空氬弧焊箱中，在真空度為IXlO-1Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到厚度為13. 4mm的疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為920°C，加熱時間為33min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中軋制，往復軋制9道次得到厚度為3. 3mm的軋制板坯；所述軋制的道次變形率分別為15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，12%，11. 5%，所述軋制的總變形率為75% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，測得軋制后的TB5鈦合金板的厚度為O. 21mm，然后依次進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 2mm，表面光潔的TB5鈦合金箔材。實施例4本實施例的鈦合金箔材的制備方法包括以下步驟步驟一、將尺寸為300mmX300mmX0. 5mm的冷軋態TC4 (Ti_6Al_4V)鈦合金板置于電爐中，在溫度為630°C的條件下保溫ISmin進行表面氧化處理；步驟二、將4張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張尺寸均為320_X 320_X 4mm的鋼板之間；
步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在鋼板任一端預留一長約60mm的透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板放入真空氬弧焊箱中，在真空度為IXlO-1Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到厚度為IOmm的疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為950°C，加熱時間為35min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中往復軋制14道次，得到厚度為I. Omm的軋制板坯；所述軋制的道次變形率均為15%，所述軋制的總變形率為90% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，測得軋制后的TC4鈦合金板的厚度為O. 07mm，然后依次進行水洗、酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 05mm,表面光潔的TC4鈦合金箔材。實施例5本實施例的鈦合金箔材的制備方法包括以下步驟步驟一、將尺寸為500mmX500mmX0. 5mm的冷軋態TB8(Ti-15Mo-3Al-2. 7Nb_0. 25Si，β 21S)鈦合金板置于電爐中，在溫度為650°C的條件下保溫15min進行表面氧化處理；步驟二、將2張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張尺寸均為520_X 520_X 4mm的鋼板之間；步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在鋼板任一端預留一長約80mm的透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板放入真空氬弧焊箱中，在真空度為IXlO-1Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到厚度為9mm的疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為980°C，加熱時間為30min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中往復軋制8道次，得到厚度為2. 7mm的軋制板坯；所述軋制的道次變形率分別為15%，15%，15%，15%，15%，12%，12%，12%，所述軋制的總變形率為70% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，測得軋制后的TB8鈦合金板的厚度為O. 19mm，然后依次進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 15mm，表面光潔的鈦合金箔材。實施例6本實施例的鈦合金箔材的制備方法包括以下步驟步驟一、將尺寸為500mmX500mmX2mm 的冷軋態 TB5 (Ti_15V-3Al-3Cr_3Sn)鈦合金板置于電爐中，在溫度為600°C的條件下保溫20min進行表面氧化處理；步驟二、將2張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張尺寸均為520_X 520_X 8mm的鋼板之間；步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在鋼板任一端預留一長約80mm的透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板放入真空氬弧焊箱中，在真空度為IXlO-1Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到厚度為20mm的疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為900°C，加熱時間為30min ； 步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中往復軋制12道次，得到厚度為3mm的軋制板坯；所述軋制的道次變形率分別為15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，15%，14%，14%，12%，所述軋制的總變形率為85% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的鋼板脫除，測得軋制后的TB8鈦合金板的厚度為O. 33mm，然后依次進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為O. 3mm，表面光潔的鈦合金箔材。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制。凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將厚度為O. 5mm 2. Omm的鈦合金板置于電爐中，在溫度為600°C 650°C的條件下保溫15min 20min進行表面氧化處理；步驟二、將2 4張步驟一中經表面氧化處理后的鈦合金板整齊疊放于兩張鋼板之間，兩張所述鋼板將整齊疊放后的鈦合金板完全包覆，兩張所述鋼板的厚度均為整齊疊放后的鈦合金板總厚度的2 4倍；步驟三、采用液壓鉗將步驟二中疊放有鈦合金板的兩張鋼板的邊緣進行壓合，然后采用電弧焊機對壓合縫隙進行電弧焊接，電弧焊接過程中在壓合后鋼板的任一端預留透氣口，最后將預留有透氣口的鋼板置于真空氬弧焊箱中，在真空度為I X IO-1 I X IO-2Pa的條件下對透氣口進行氬弧焊接，得到疊軋包；步驟四、將步驟三中所述疊軋包置于電爐中加熱，加熱溫度為900°C 980°C，加熱時間T滿足(D/2+20)彡T彡(D/2+30)，其中D為疊軋包的厚度值，D的單位為mm，T的單位為 min ；步驟五、將步驟四中加熱后的疊軋包送入四輥可逆式熱軋機中軋制，得到軋制板坯；所述軋制的道次變形率為10% 15%，所述軋制的總變形率為70% 90% ；步驟六、采用剪板機將步驟五中所述軋制板坯中的兩張鋼板脫除，然后將脫除鋼板后的軋制板坯依次進行酸洗處理和表面平整處理，得到厚度為O. 05mm O. 3mm的鈦合金箔材。
2.根據權利要求I所述的一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鈦合金板為TC4鈦合金板、TB8鈦合金板或TB5鈦合金板。
3.根據權利要求I所述的一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鈦合金板為冷軋態的鈦合金板。
4.根據權利要求I所述的一種鈦合金箔材的制備方法，其特征在于，步驟二中兩張所述鋼板在長度方向和寬度方向的尺寸均比整齊疊放后的鈦合金板大15mm 20mm。
全文摘要
本發明提供了一種鈦合金箔材的制備方法，包括以下步驟一、將鈦合金板進行表面氧化處理；二、將表面氧化處理后的鈦合金板疊放于兩張鋼板之間；三、將鋼板的邊緣進行壓合，將壓合縫隙進行電弧焊接，在任一端預留透氣口，然后將透氣口進行氬弧焊接，得到疊軋包；四、將疊軋包加熱；五、采用四輥軋機進行熱軋；六、脫除鋼板并進行酸洗和表面平整處理，得到厚度為0.05mm～0.3mm的鈦合金箔材。本發明采用包覆疊軋工藝制備鈦合金箔材，大大降低了對軋制設備的要求，無需采用復雜而昂貴的二十輥軋機，只需常規的四輥可逆式熱軋機即可制備鈦合金箔材。采用本發明制備的鈦合金箔材的厚度精確可控，表面質量優良，可實現大規模工業化生產。
文檔編號B21B1/40GK102941228SQ201210505849
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者辛社偉, 李磊, 洪權, 趙永慶 申請人:西北有色金屬研究院