【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛材料制备，具体是涉及一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法。
技术介绍
1、钛因其优异的物理化学性质，如低密度、高强度、耐腐蚀和耐高温等，被广泛应用于军事装备中。在军用水壶的应用上，钛材料的使用使得水壶更加轻便、耐用，并且具有出色的保温性能。
2、军用保温壶通常指的是专为军事用途设计的水壶，它们具有良好的保温性能，能够在极端环境下保持水温，确保士兵随时有热水可用。深冲性是指材料在受到深度冲压时的性能表现，对于军用保温壶来说，深冲性尤为重要，因为它关系到水壶的耐用性和可靠性，以确保水壶在经受深度冲压时不会破损，保证其结构的完整性和使用的安全性。
3、现有的提升钛材深冲性的方法，多数是通过对其进行合金化，而会用到很多合金材料进行复合，从而成本较高；因此，本专利技术决定设计一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法。
2、一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，包括以下步骤：
3、s1、热轧：
4、先将钛板材热轧多次至压下率达到80～85％，得到热轧坯料，再进行深冷异步轧制；
5、s2、深冷异步轧制：
6、s2-1、先将热轧坯料置于液氮中进行冷却，冷却温度为-80～-60℃，冷却时间5～10min；
7、s2-2、冷却完成后对钛板材的轧制面z向方向进行一次异步
8、s2-3、用高压水对所述一次坯料进行冲刷冷却20～30s，高压水的压力为30～50mpa，冲刷速度为0.4～0.6m/s；
9、s2-4、高压水冷却完成后对一次坯料的轧制面y向方向进行二次异步轧制，得到二次坯料，上轧辊与下轧辊之间的异速比为1.8，累计压下率至8～10％；
10、s2-5、用高压水对所述二次坯料进行冲刷冷却20～30s，高压水的压力为70～80mpa，冲刷速度为0.8～1m/s；
11、s2-6、高压水冷却完成后再将轧制辊换至z向并将其在水平角度旋转45～65°进行三次异步轧制，得到三次坯料，上轧辊与下轧辊之间的异速比为1.5，累计压下率为步骤s2-2的40～60％；
12、每当步骤s2-6的旋转角度达到一次90°，则在三次异步轧制结束后进行均质退火一次，直至完成轧制头在z向水平角度的360°旋转；
13、重复上述步骤s2-1～s2-6多次，得到钛带材；
14、s3、热处理：
15、将异步轧制完成的钛带材进行再结晶退火，退火温度为580～620℃，退火时间为2～4h。进一步地，所述钛板材的制备方法为：将熔融的原料放入高真空热压烧结炉中，先在2.5～3.0t下加热至920～950℃并保温25～35min，再加压至4～4.5t，保压18～22min，获得钛板材。
16、说明：通过先在低压下加热保温，可以使材料充分熔融和均匀混合，然后在高压下保温，可以进一步促进材料的结晶和致密化，从而提高板材的力学性能、耐热性和耐化学腐蚀性。
17、进一步地，所述热轧坯料的厚度为4～7mm。
18、说明：较厚的坯料在轧制时会产生较大的应变，这可能导致材料内部的不均匀变形，尤其是在深冷异步轧制中，由于温度的快速降低，材料的塑性显著降低，应变集中在材料表层，可能导致裂纹和断裂的风险增加。
19、进一步地，所述热轧的道次压下率为16～22％。
20、说明：在热轧过程中，适度的压下率有助于提高钛材的塑性，使得材料在后续的深冲过程中更易于成形而不破裂，且适当的压下率可以促进细小晶粒的形成，提高材料的深冲性能。
21、进一步地，步骤s2中，所述均质退火的温度为550～650℃，退火时间为1～3h。
22、说明：适当的退火温度可以促进钛材内部晶粒的细化，细小的晶粒有利于提高材料的深冲性能，因为它们可以承受更大的变形而不易破裂。
23、进一步地，步骤s2-2中，一次异步轧制的道次压下率为6～8％；步骤s2-4中，二次异步轧制的道次压下率为3～5％；步骤s2-6中，三次异步轧制的道次压下率为一次异步轧制的40～60％。
24、说明：先在z向施加一定的压下率，可以优化材料的微观结构，通过在y向施加较大的压下率，可以在该方向上产生更多的塑性变形，从而在y向形成较硬的层状结构，随后在z向施加较小的压下率，可以在z向形成相对较软的层状结构，这种硬度梯度可以在深冲过程中起到缓冲作用，减少应力集中，提高深冲性能。
25、进一步地，当步骤s2-2中的累计压下率>45％后，将步骤s2-3的高压水冷却转变为层流冷却，所述层流冷却的方式为：累计压下率＜65％时，冷却速率为5～10℃/s；累计压下率＞65％后，冷却速率为15～20℃/s。
26、说明：在轧制过程中，材料内部会积累残余应力；通过改变冷却方式和速率，可以有效管理和减轻这些残余应力，特别是在压下率较高的阶段采用层流冷却，可以减少因快速冷却引起的应力集中，且在压下率较高的阶段提升层流冷却的速率可以加速冷却过程，有助于在轧制过程中实现晶粒的细化，细小的晶粒结构能够提高材料的深冲性能和整体力学性能。
27、进一步地，当步骤s2-4中的累计压下率>25％后，将步骤s2-5的高压水冷却转变为液氮深冷，冷却温度为-50～-30℃，冷却时间为5～10min。
28、说明：在z向旋转角度的轧制累计压下率达到一定程度后，将高压水冷却转变为液氮冷却，减少微小的裂纹或凹凸不平的表面缺陷的形成，从而提高材料的表面光洁度和耐腐蚀性。
29、与现有的钛带材制备方法相比，本专利技术的有益效果是：
30、(1)本专利技术钛带材制备方法在深冷异步轧制过程中，先用液氮冷却，可以在轧制过程中迅速降低钛板的温度，促进晶粒的细化。细小的晶粒结构能够提高材料的塑性和韧性，从而增强钛板的深冲性能；并通过z向与y向交替的异步轧制，可以有效地控制钛板的各向异性，使其在不同方向上的力学性能更加均衡，这对于深冲成形过程中的均匀变形至关重要，在交替异步轧制的过程中采用高压水冷，可以帮助快速散热，减少残余应力的积累，这有助于防止在深冲过程中因应力集中导致的裂纹和断裂，从而通过多次轧制和冷却循环可以进一步优化钛板的微观结构，提高其对复杂应力状态的适应能力，从而提升深冲性能。
31、(2)本专利技术钛带材制备方法在z向与y向交替后回到z向时，在水平面旋转一定角度再进行异步轧制，在多次轧制和旋转过程中，由于应变累积和温度变化，可以促进钛板内部晶粒的细化，细小的晶粒结构能够提高材料的深冲性能，因为它可以承受更大的变形而不易破裂，而在达到一次90°后就进行均质退火，可以有效地释放轧制过程中产生的残余应力，确保材料内部的应力分布本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述钛板材的制备方法为：将熔融的原料放入高真空热压烧结炉中，先在2.5～3.0T下加热至920～950℃并保温25～35min，再加压至4～4.5T，保压18～22min，获得钛板材。
3.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述热轧坯料的厚度为4～7mm。
4.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述热轧的道次压下率为16～22％。
5.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述均质退火的温度为550～650℃，退火时间为1～3h。
6.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，步骤S2-2中，一次异步轧制的道次压下率为6～8％；步骤S2-4中，二次异步轧制的道次压下率为3～5％；步骤S2-6中，三次异步轧制的道次
7.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，当步骤S2-2中的累计压下率>45％后，将步骤S2-3的高压水冷却转变为层流冷却，所述层流冷却的方式为：累计压下率＜65％时，冷却速率为5～10℃/s；累计压下率＞65％后，冷却速率为15～20℃/s。
8.如权利要求7所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，当步骤S2-4中的累计压下率>25％后，将步骤S2-5的高压水冷却转变为液氮深冷，冷却温度为-50～-30℃，冷却时间为5～10min。
9.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述再结晶退火的退火温度为580～620℃，退火时间为2～4h。
...【技术特征摘要】
1.一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述钛板材的制备方法为：将熔融的原料放入高真空热压烧结炉中，先在2.5～3.0t下加热至920～950℃并保温25～35min，再加压至4～4.5t，保压18～22min，获得钛板材。
3.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述热轧坯料的厚度为4～7mm。
4.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，所述热轧的道次压下率为16～22％。
5.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述均质退火的温度为550～650℃，退火时间为1～3h。
6.如权利要求1所述的一种低成本高深冲性军用保温壶钛带材制备方法，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：张平平，魏东东，肖瑛，曹育菡，何泽恩，任浩，王欣，牛文宇，李建康，孙宇幸，
申请(专利权)人：新疆湘润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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