一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，该方法为：一、制备复合板材；二、第一加热处理；三、将复合板材进行第一火次轧制，得到第一半成品板材；四、第二加热处理；五、将第一半成品板材进行第二火次轧制，得到第二半成品板材；六、打磨处理后进行第三加热处理；七、将第二半成品板材进行第三火次轧制，得到第三半成品板材；八、将第三半成品板材进行退火处理；九、将第三半成品板材进行温轧，得到厚度为2mm～4mm，宽度为1200mm～1500mm的TA6钛合金宽幅薄板。本发明专利技术能够有效减少TA6钛合金板材加工过程中出现的内部缺陷，产品稳定性好，力学性能优良，成材率也较高，且制备方法简单，易实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法
本专利技术属于TA6钛合金板材加工
，具体涉及一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法。
技术介绍
TA6(Ti-5Al)钛合金是一种α型钛合金，具有良好的焊接性和耐蚀性，在退火状态下具有中等强度和足够的塑性，板材可进行冷冲压，适用于在400℃以下和存在浸蚀介质的环境中工作，大多用于航空部门的高温结构部件及导弹弹头蒙皮、常规武器装备的结构件等，目前在我国新一代的高性能新型战斗机上已获得小批量应用，但其板幅较窄(一般冷轧板宽度＜750mm)。近年来我国航空用钛需求量逐渐增长，尤其是宽幅钛合金板材，因此该合金宽幅板材的用量也将会增加。另外，TA6板材的加工塑性差，加工温度窗口较小，且对加工温度特别敏感，加工过程中控制不准确易出现裂纹，或是出现严重的波浪，加工难度大，宽幅板材的生产难度更大。而钛合金薄板的生产工艺为多个热轧程+多个冷轧程，其中传统的钛合金板材热轧工艺为将板坯直接进行加热和轧制，然后将经多个热轧程轧制的板材进行退火和表面处理后进行冷轧得到成品板材。目前通过传统方法制备高质量的TA6宽幅薄板困难很大，主要不足之处是材料加工过程中经常会出现较多的裂纹等缺陷，且伴有组织不均匀、产品性能指标不稳定和成材率较低的缺点，因此传统加工方法不适用于TA6钛合金宽幅薄板的制备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，该方法能够有效减少TA6钛合金板材加工过程中出现的内部缺陷，产品稳定性好，力学性能优良，成材率也较高，且制备方法简单，易实现工业化生产。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在厚度为150mm～200mm，宽度为1000mm～1500mm，长度为1000mm～1500mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.6mm～1.0mm，所述纯钛板材的宽度比TA6钛合金板材的宽度大20cm～30cm，所述纯钛板材的长度比TA6钛合金板材的长度大20cm～30cm；步骤二、将步骤一中所述复合板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上50℃～100℃的条件下保温180min～240min进行第一加热处理；步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于900℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为40mm～50mm，宽度为1200mm～1500mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下保温30min～50min进行第二加热处理；步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于820℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为12mm～15mm，宽度为1200mm～1500mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下50℃～70℃的条件下保温30min～50min进行第三加热处理；步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于750℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为3.5mm～5mm，宽度为1200mm～1500mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为750℃～800℃的条件下退火处理30min～50min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1～2个轧程的温轧，得到厚度为2mm～4mm，宽度为1200mm～1500mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为350℃～400℃。上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述纯钛板材的牌号为TA1或TA2。上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述第一火次轧制的道次变形率为10％～35％。上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述第二火次轧制的道次变形率为10％～35％。上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤七中所述第三火次轧制的道次变形率为10％～35％。上述的一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，步骤九中每个所述轧程中温轧的累计变形率为20％～30％，所述温轧的道次变形率为5％～10％。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的方法能够有效减少TA6钛合金板材加工过程中出现的内部缺陷，产品稳定性好，力学性能优良，成材率也较高，且制备方法简单，易实现工业化生产。2、本专利技术采用在TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材后进行热轧，且在第二火次轧制后将第二半成品板材上下表面的纯钛层打磨去除掉，该工艺过程减少了热轧加工过程中TA6钛合金板材表面温度的降低，有效的减少了热轧加工过程中因TA6钛合金板材表面温度降低而引起的开裂，有利于制备出晶粒均匀细小的TA6钛合金板材，也起到了保护板材表面的作用。3、本专利技术在对TA6钛合金板材进行轧制加工的过程中，采用较高的TA6钛合金板材开坯轧制温度和快速轧制的方式，均有利于避免因板材轧制过程中因温度降低而引起的表面或内部开裂的问题，此外，本专利技术的制备方法中采用大型热轧机和冷轧机，也易于实现大变形的轧制，有利于TA6钛合金板材的晶粒充分破碎，获得组织均匀、力学性能优良的TA6钛合金宽幅薄板。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图2为对比例1制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图3为本专利技术实施例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图4为对比例2制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图5为本专利技术实施例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图6为对比例3制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图7为本专利技术实施例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图8为对比例4制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图9为本专利技术实施例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。图10为对比例5制备的TA6钛合金宽幅薄板的金相组织照片。具体实施方式实施例1本实施例制备TA6钛合金宽幅薄板的方法包括以下步骤：步骤一、在厚度为180mm，宽度为1000mm，长度为1200mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为1.0mm，宽度为1030cm，长度为1230cm，所述纯钛板材的牌号为TA1；步骤二、将步骤一中所述复合板材置于推钢式天然气加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上70℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在厚度为150mm～200mm，宽度为1000mm～1500mm，长度为1000mm～1500mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.6mm～1.0mm，所述纯钛板材的宽度比TA6钛合金板材的宽度大20cm～30cm，所述纯钛板材的长度比TA6钛合金板材的长度大20cm～30cm；步骤二、将步骤一中所述复合板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上50℃～100℃的条件下保温180min～240min进行第一加热处理；步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于900℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为40mm～50mm，宽度为1200mm～1500mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下保温30min～50min进行第二加热处理；步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于820℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为12mm～15mm，宽度为1200mm～1500mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成品板材表面进行着色渗透检验，然后将着色渗透检验合格的第二半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下50℃～70℃的条件下保温30min～50min进行第三加热处理；步骤七、将步骤六中经第三加热处理后的第二半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于750℃的条件下进行第三火次轧制，得到厚度为3.5mm～5mm，宽度为1200mm～1500mm的第三半成品板材；所述第三火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤八、将步骤七中所述第三半成品板材在温度为750℃～800℃的条件下退火处理30min～50min，然后将退火处理后的第三半成品板材进行表面处理去除氧化皮；步骤九、将步骤八中表面处理后的第三半成品板材送入1780mm六辊可逆冷轧机中进行1～2个轧程的温轧，得到厚度为2mm～4mm，宽度为1200mm～1500mm的TA6钛合金宽幅薄板；所述温轧的温度为350℃～400℃。...

【技术特征摘要】
1.一种TA6钛合金宽幅薄板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在厚度为150mm～200mm，宽度为1000mm～1500mm，长度为1000mm～1500mm的TA6钛合金板材上下表面均爆炸复合一层纯钛板材，得到复合板材；所述纯钛板材的厚度为0.6mm～1.0mm，所述纯钛板材的宽度比TA6钛合金板材的宽度大20cm～30cm，所述纯钛板材的长度比TA6钛合金板材的长度大20cm～30cm；所述纯钛板材的牌号为TA1或TA2；步骤二、将步骤一中所述复合板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以上50℃～100℃的条件下保温180min～240min进行第一加热处理；步骤三、将步骤一中经第一加热处理后的复合板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于900℃的条件下进行第一火次轧制，得到厚度为40mm～50mm，宽度为1200mm～1500mm的第一半成品板材；所述第一火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤四、将步骤三中所述第一半成品板材置于加热炉中，在温度为TA6钛合金β相变点以下30℃～50℃的条件下保温30min～50min进行第二加热处理；步骤五、将步骤四中经第二加热处理后的第一半成品板材送入2800mm热轧机中，在终轧温度不低于820℃的条件下进行第二火次轧制，得到厚度为12mm～15mm，宽度为1200mm～1500mm的第二半成品板材；所述第二火次轧制的轧制速率为2m/s～4m/s；步骤六、将步骤五中所述第二半成品板材进行打磨处理去除其上下表面的纯钛板层及缺陷，对打磨处理后的第二半成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞琴，周玉川，黄先明，杨利，陈均伟，王云，刘宇明，张清，邢秋丽，杨永福，舒滢，
申请(专利权)人：西部钛业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61