【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钛材加工前沿，涉及一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，通过原材清洗除膜二次热处理，柔性一体化衔接技术具有跨越式制备规格薄度钛材，大大降低生产成本，符合国家节能减排、环保和推动绿色发展目标，可广泛应用在3c电子领域、海水淡化和新能源等领域。
技术介绍
1、新材料产业发展水平代表着一个国家先进制造业水平，加快推动中国新材料产业发展具有重大战略意义。
2、目前，钛材作为新时代的革命性材料，具有密度低、比强度高、耐腐蚀性能好、高温性能优异等优点，被广泛用于军工传感器、航空遥感器、航空航天及电子端振片、民用医疗、扬声器等行业范围；其技术含量高，制造难度较大，是一种高附加值的钛箔材。随着新能源产业和柔性屏产品的迅速发展和普及，精密钛箔材的发展必定具有十分广泛的应用市场。
3、此外，水资源缺乏成为困扰全世界的问题，世界上的陆地河流、地下水资源已远远满足不了工业发展的需要，因此，将来海水淡化将是人类解决淡水资源的有效的方法。温差发电的主要设备是蒸发器、凝缩器及海水吸管、环路等，要求设备不仅要耐腐蚀，而且还要耐氨和氟的腐蚀，钛及其合金不但具有良好的耐海水腐蚀性能，而且还耐氨和氟的腐蚀，所以钛是最理想的材料。
4、随着我国高端化工、新能源、电子、柔性屏产品等工业迅速发展和普及，对国产化高品质精密钛箔带材产品提出了迫切需求，随着新能源、3c电子前沿领域、海水淡化等领域需求不断发展，对0.1mm厚度以下、宽幅在600mm以上的微米级钛箔带材的市场需求越来越强烈。
5、本
6、目前，钛材作为轻量化、强度高、耐腐蚀等优异性能的金属材料，正以其独特的性能和广泛的应用领域，引领着一个全新的革命时代，对带动国民经济的发展起到巨大的导向作用。
7、因此，基于目前制备微米级钛箔材的方法研究颇多，但也存在一些不足和短板，下面列举几个典型的国内专利技术专利进行论述，并阐明其本专利技术专利的特点和优势；
8、中国专利技术专利cn 103084389 a介绍了一种冷轧钛箔材的制备方法，采用毛坯原料抛光处理，通过交叉反复冷轧制成半成品钛箔材，并通过真空退火，最终制成成品箔材。但是此专利技术中需预先设计其个别成分的含量要求且采用毛坯料到初轧规格厚度较大，需要诸多个轧制规程和中间退火制备程目标厚度箔材，初轧前需将毛坯料进行去表面氧化铁皮和抛光工序，且并未写明制备成品箔材宽度范围，大大增加了钛箔材的制备流程，生产成本显著提高，因此需从钛箔材的制备工艺上弥补成分设计上的不足和工艺流程长等问题；
9、中国专利技术专利cn 114309116 a介绍了一种宽幅超薄钛箔带材的制备方法，采用20辊高刚度轧机冷轧多道次轧制成目标规格厚度，将半成品箔材通过连续退火炉进行热处理及矫直处理，最终制备成成品钛箔材，虽然此专利介绍的宽幅钛箔材制备方法非常优异，但关键问题是带材的宽度及厚度受轧机设备和技术工艺参数性能的局限，制备的成品钛箔材的厚度及宽度为0.05mm、0.075mm、300～600mm。
10、中国专利技术专利cn 114405995 a介绍了一种宽幅纯钛箔材卷带制备方法，选用0a级海绵钛经真空感应熔炼制得钛铸锭，通过锻造、热轧、冷轧、清洗、热处理等全流程工序制备成成品钛箔材，虽然此专利非常系统的介绍了宽幅钛箔材全流程优异的制备方法，且最终成品的箔材宽度为1530mm，但采用20辊高刚度冷轧轧机制备的成品规格为0.1～0.3mm的薄度受限，此方法制备同时具备超大宽薄比的理想化钛箔较为困难，因此通过此方法很难实现制备0.1mm以下微米级宽幅的钛箔材。
11、因此，基于上述关于钛及钛合金箔材方法的相关分析，体现了当前设计和研究符合未来前沿领域新材料发展的不足，当前微米级钛箔材制备方面同时受设备和工艺的限制且宽薄比无法兼顾，这也是本专利技术所要克服的。
技术实现思路
1、针对当前新能源、3c电子前沿领域、海水淡化等领域的迫切需求，本专利技术的目的是提供一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，实现国产化高品质精密微米级钛箔带材产品的替代，该材料具有优异的力学性能、平整度、厚度均一性和一致性，能显著降低其生产成本、提高生产效率，实现批量生产，缩减原料与成品之间跨越式厚度区间的繁琐冷轧工序，打破国内产业空白，实现国产化替代，关键材料自主供应。
2、为了实现以上目的，本专利技术提出了一种高效、低成本、超大薄宽比微米级钛及钛合金箔材制备方法，包括以下步骤：
3、步骤s1、先将规格为0.5mm、600mm以上的原料钛卷进行清洗除膜送入到罩式退火炉进行二次热处理，按照预设的热处理工艺参数得到所需的表观质量及其力学性能，制得原料钛卷a；
4、步骤s2、将步骤s1热处理制得的原料钛卷a通过20辊高刚度轧机进行大形变量控制区间厚度的初次冷轧轧制，得到规格为0.1mm、600mm以上的钛及钛合金半成品极薄带b；
5、步骤s3、将步骤s2冷轧制得的钛及钛合金半成品极薄带b进行清洗，采用罩式退火炉进行完全再结晶退火，使得冷轧完的极薄带所产生的加工硬化得到完全释放，制得半成品钛卷c；
6、步骤s4、经步骤s3热处理后的半成品钛卷c通过6辊可逆异步轧机进行三个轧制规程多道次的冷精轧，制备得到微米级0.01mm、600mm以上目标规格的钛及钛合金箔材d；
7、步骤s5、将步骤s4冷精轧制备得到目标规格的半成品箔材d进行清洗后送入到罩式退火炉进行热处理，得到成品箔材。
8、优选地，在步骤s1中，预先设计好冷轧轧制轧程及形变量，先将入场的原料进行碱洗除膜，将原材表面附带的少许氧化皮等其他杂质去除，清洗后的原材送入到罩式退火炉中进行二次热处理，退火温度为610～650℃，保温时间为3～4h。
9、优选地，在步骤s1中，二次热处理原料通过20辊高刚度轧机进行1个轧制规程多道次可逆轧制，1轧程的总变形量控制在80％以内，首道次的加工率控制在7％以内，冷轧其余每道次的加工率控制在15％～35％，终轧道次的加工率控制在3％～9％。
10、优选地，温度为600℃～630℃，保温时间为1.5～3小时，经半成品退火制备得钛金钛合金极薄带，降温速率为16～76℃/s。
11、在步骤s4中，半成品钛卷c通过6辊可逆轧机进行冷精轧，总变形量为12％～65％，首道次加工率控制6％以内，其余道次加工率为3～20％，终轧道次加工率控制在2～3％。
12、优选地，在步骤s4中，冷精轧的轧制速度为15～100m/min，轧制力为750kn～1010kn，前后张力为90kn～150kn，制得微米级钛及钛合金成品箔材的最终厚度为0.01mm、宽度为600mm以上，厚度公差±1～2μm。...
【技术保护点】
1.一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤S1中，预先设计好冷轧轧制轧程及形变量，先将入场的原料进行碱洗除膜，将原材表面附带的少许氧化皮等其他杂质去除，清洗后的原材送入到罩式退火炉中进行二次热处理，退火温度为610～650℃，保温时间为3～4h。
3.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤S1中，二次热处理原料通过20辊高刚度轧机进行1个轧制规程多道次可逆轧制，1轧程的总变形量控制在80％以内，首道次的加工率控制在7％以内，冷轧其余每道次的加工率控制在15％～35％，终轧道次的加工率控制在3％～9％。
4.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤3中，热处理全程保护气氛为氩气，纯度≥99.999％，热处理退火温度为600℃～630℃，保温时间为1.5～3小时，经半成品退火制备得钛金钛合金
5.根据权利要求4所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤S4中，半成品钛卷C通过6辊可逆轧机进行冷精轧，总变形量为12％～65％，首道次加工率控制6％以内，其余道次加工率为3～20％，终轧道次加工率控制在2～3％。
6.根据权利要求5所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤S4中，冷精轧的轧制速度为15～100m/min，轧制力为750KN～1010KN，前后张力为90KN～150KN，制得微米级钛及钛合金成品箔材的最终厚度为0.01mm、宽度为600mm以上，厚度公差±1～2μm。
7.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤S5中，热处理全程保护气氛为氩气，纯度≥99.999％，退火温度为430℃～480℃，保温时间为0.5～1小时，经退火热处理制备得0.01mm、宽度600mm以上的成品箔材。
8.根据权利要求7所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤S5中，成品箔材尺寸公差为±1～2μm。
...【技术特征摘要】
1.一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤s1中，预先设计好冷轧轧制轧程及形变量，先将入场的原料进行碱洗除膜，将原材表面附带的少许氧化皮等其他杂质去除，清洗后的原材送入到罩式退火炉中进行二次热处理，退火温度为610～650℃，保温时间为3～4h。
3.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤s1中，二次热处理原料通过20辊高刚度轧机进行1个轧制规程多道次可逆轧制，1轧程的总变形量控制在80％以内，首道次的加工率控制在7％以内，冷轧其余每道次的加工率控制在15％～35％，终轧道次的加工率控制在3％～9％。
4.根据权利要求1所述的一种高效、低成本、超大宽薄比微米级钛及钛合金箔材制备方法，其特征在于，在步骤3中，热处理全程保护气氛为氩气，纯度≥99.999％，热处理退火温度为600℃～630℃，保温时间为1.5～3小时，经半成品退火制备得钛金钛合金极薄带，降温速率为16～76℃/s。
【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，于圣琨，刘文举，
申请(专利权)人：国鑫箔材山东新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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