【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛带材制备，具体是涉及一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺。
技术介绍
1、随着航空航天、化工、医疗器械等领域对高性能材料需求的不断增长，钛及其合金因其优异的机械性能、耐腐蚀性和生物相容性而受到广泛关注。钛带材作为钛合金的重要形态之一，其生产工艺直接影响产品的质量和性能。
2、传统的钛带材生产工艺往往涉及多次热处理和轧制，流程长、能耗高、生产周期长。随着市场对钛带材质量稳定性和生产效率要求的提升，研究开发一种高效、节能的短流程冷轧生产工艺成为行业关注的焦点。
3、常规短流程冷轧工艺是通过优化轧制路径进行低温轧制，但现有的短流程冷轧技术仍然具有不足之处，短流程冷轧工艺通常会导致生产钛带材加工硬化严重的问题，成品带材表面质量较差，通过改变轧制路径无法解决，延长退火和轧制操作改善钛带材质量会使轧制流程复杂，不利于快速生产的实施。
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短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺。
2、本专利技术的技术方案是：一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，包括以下步骤：
3、s1、制备坯块
4、配备钛金属原材料，装入模具，采用25～35mpa的压力进行压制，压制保压时间为30～50s，保压完成后退模，得到坯块；
5、s2、烧结粗轧
6、将若干个所述坯块进行修磨、首尾焊接，随后抽真空烧结，得到烧结坯材，再将烧结坯材作为电极进行真空自耗电弧熔炼，粗轧后得到厚度为4～8mm
7、s3、冷轧处理
8、将所述板料进行退火，退火温度为650～750℃，退火时间为4～6h，再进行酸洗，得到卷材，随后对卷材进行6～11道次冷轧，得到薄卷材；对薄卷材进行脱脂处理，拉矫平整后得到钛带材成品。
9、说明：本专利技术采用整个工艺流程中先对原材料进行处理，随后采用热处理和冷加工步骤加强材料均匀度，能够在缩短轧制流程的情况下提高钛带材的力学性能和表面质量并提高生产效率；通过真空自耗电弧熔炼，可以有效地去除杂质，提高材料的纯度，同时减少了材料在熔炼过程中的损耗；通过精确控制压制压力、保压时间、烧结温度和时间等参数，可以在保证产品质量的同时，有效控制生产成本；本工艺流程适用于多种规格和要求的钛带材生产，具有较强的灵活性和适应性；通过简化冷轧工序可以缩短生产周期，由于冷轧会影响钛带材弹性，再缩短冷轧工序会使钛带材品质下降，通过对原材料的处理，仍然能够保证最终产品的质量。
10、进一步地，s1所述坯块的制备方法包括：s1-1、按质量百分比计，将0.2～5％的钼粉、0.5～5％的钒粉、0.5～2％的铌粉与余量的海绵钛混合，得到金属混粉；
11、s1-2、将占海绵钛质量比为3～6％的铝箔片分为等量两等份，将两份铝箔片分别均包裹占海绵钛质量比为0.2～1％的锡粉、0.2～0.8％的锆粉以及0.2～0.6％的铪粉，得到两份包料；
12、s1-3、将金属混粉分为三份，三份金属混粉的质量比例依次为：0.3～0.7：1：0.3～0.7；将第一份金属混粉均匀导入模具，随后加入一份包料，再均匀铺入第二份金属混粉，而后加入另一份包料，最后加入第三份金属混粉；压制成型后退模，得到坯块。
13、说明：通过一次性的压制成型工艺，减少了多次加热和冷却的需要，从而缩短了生产周期；连续的工艺流程减少了工序之间的等待时间，提高了生产效率；加入β稳定元素钼、铌、钒，能够使钛带材在短流程冷轧后仍保持良好的塑性和韧性，提高钛合金的强度和硬度，并有助于减少坯块内部气孔等缺陷，增强钛带材质量；
14、通过包料中的铝箔片弥补短流程冷轧造成的钛带材过度硬化情况，通过铝的还原作用，使其与铝箔接触面的钛除杂脱氧，令与铝箔接触面的钛纯度升高，硬度降低，加强组织结合度；再通过间隙元素锡、锆、铪在铝箔片中的适量加入可以显著影响氧化铝的物理和化学性质；锡、锆、铪以掺杂剂的形式存在，替代或进入氧化铝晶格中的间隙位置，改变材料的微观结构和电子结构；锡作为一种金属元素，其原子半径较大，可以在氧化铝表面对一些原子的迁移路径起到阻碍作用，增加其分散性，同时对高温还原峰的出峰温度和峰强度影响较小；锆与氧化铝相互协同作用，可以提高还原后的氧化铝箔的硬度和断裂韧性，降低其脆性；铪在氧化铝中的加入可以改善材料的力学性能；通过精确控制这些元素的含量，可以在不牺牲材料韧性的前提下，提高钛带材的综合性能。
15、进一步地，s1-1所述钼粉的粒径为5～15mm，所述钒粉的粒径为4～8mm；所述铌粉的粒径为3～6mm；所述海绵钛的粒径为5～10mm。
16、说明：合适的粒径分布有助于粉末在压制过程中更好地流动和填充模具，从而在烧结过程中实现更高的密度和更好的致密性，减少材料内部的缺陷，提高产品的机械强度和耐腐蚀性；均匀的粒径分布有助于提高材料的抗疲劳、抗磨损和抗冲击性能；适当的粒径可以帮助反应更加均匀，避免局部过热或不完全反应，可以在加工过程中获得更高的精度和表面光洁度，均匀的粒径分布有助于材料在高温下保持稳定，防止因热膨胀不均匀导致的裂纹或变形。
17、进一步地，s1-2所述包料尺寸与模具内尺寸相匹配；所述锡粉的粒径为0.5～2mm；所述锆粉、铪粉的粒径均为0.5～3mm。
18、说明：较小的粒子能够更紧密地排列，减少材料内部的孔隙率，包料尺寸与模具内尺寸相近提高包料在坯块中的作用范围。
19、进一步地，s2所述真空烧结的烧结温度为1800～2200℃，在真空度为0.1～1×10-2pa的条件下烧结5～8h。
20、说明：真空环境可以有效去除烧结过程中的杂质和气体，适当的烧结温度和真空度有利于材料晶粒的均匀生长，提高材料的力学性能，真空烧结有助于材料内部的原子迁移，从而提高材料的致密性和机械强度。
21、进一步地，s2所述真空自耗电弧熔炼的电弧长度控制为160～180mm，熔炼电流为4000～5000a，熔炼电压为35～55v，熔炼速度为4～5kg/min。
22、说明：通过调整熔炼电流和电压，可以控制金属的熔化速率和熔池的温度，从而优化熔炼效果；适当的熔炼速度有助于提高生产效率，同时保证铸锭质量。
23、进一步地，s3所述卷材冷轧采用二十辊冷轧机进行；且首道次变形量为25～35％，后续每道次变形量逐次递减，最低道次变形量为15～17％。
24、说明：通过逐步递减的变形量，可以使材料在冷轧过程中的应力分布更加均匀，减少因应力集中导致的材料损伤和形变不均；适当的变形量可以促进材料内部晶粒的细化，提高材料的力学性能，如强度和韧性；逐次递减的变形量有助于减少材料在冷轧过程中产生的裂纹和缺陷，提高成品率；二十辊冷轧机具有较好的板形控制能力，适用于多种材料的冷轧加工，可以提高卷材的表面平整度和光洁度；合理的道次变形量设计可以减少冷轧过程中的能耗，提高生产效率；能够有效地提高钛带材的质量和加工效率，满足高标准的工业应用需求本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S1所述坯块的制备方法包括：S1-1、按质量百分比计，将0.2～5％的钼粉、0.5～5％的钒粉、0.5～2％的铌粉与余量的海绵钛混合，得到金属混粉；
3.根据权利要求2所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S1-1所述钼粉的粒径为5～15mm，所述钒粉的粒径为4～8mm；所述铌粉的粒径为3～6mm；所述海绵钛的粒径为5～10mm。
4.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S1-2所述包料尺寸与模具内尺寸相匹配；所述锡粉的粒径为0.5～2mm；所述锆粉、铪粉的粒径均为0.5～3mm。
5.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S2所述真空烧结的烧结温度为1800～2200℃，在真空度为0.1～1×10-2Pa的条件下烧结5～8h。
6.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S2所
7.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S3所述卷材冷轧采用二十辊冷轧机进行；且首道次变形量为25～35％，后续每道次变形量逐次递减，最低道次变形量为15～17％。
8.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S3所述退火在氩气气氛下进行，升温过程中炉内压力为2～4KPa、氩气通量为30～50m3/h，保温和降温过程中炉内压力为0.8～1.2KPa、氩气通量为15～25m3/h。
9.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S3所述冷轧的轧制速度为100～120m/min；所述脱脂温度为50～70℃。
10.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，S3所述卷材冷轧采用二十辊冷轧机进行；且首道次变形量为25～35％，后续每道次变形量逐次递减，最低道次变形量为15～17％。
...【技术特征摘要】
1.一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，s1所述坯块的制备方法包括：s1-1、按质量百分比计，将0.2～5％的钼粉、0.5～5％的钒粉、0.5～2％的铌粉与余量的海绵钛混合，得到金属混粉；
3.根据权利要求2所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，s1-1所述钼粉的粒径为5～15mm，所述钒粉的粒径为4～8mm；所述铌粉的粒径为3～6mm；所述海绵钛的粒径为5～10mm。
4.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，s1-2所述包料尺寸与模具内尺寸相匹配；所述锡粉的粒径为0.5～2mm；所述锆粉、铪粉的粒径均为0.5～3mm。
5.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，s2所述真空烧结的烧结温度为1800～2200℃，在真空度为0.1～1×10-2pa的条件下烧结5～8h。
6.根据权利要求1所述的一种短流程轧制钛带材的冷轧生产工艺，其特征在于，s...
【专利技术属性】
技术研发人员：张路路，郭梦，郑颖，高慧玲，邓悦，李洋，刘广伦，王若微，王乐瑶，
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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