一种tb8钛合金箔材的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种TB8钛合金箔材的制备方法，包括以下步骤：一、将厚度为0.3mm～0.5mm的TB8钛合金板进行第一密封退火处理；二、利用冷轧机对TB8钛合金板进行轧制，当轧制的变形量达到25%～30%时进行第二密封退火处理；三、重复步骤二，最终得到厚度为0.08mm～0.2mm的TB8钛合金箔材。本发明制备工艺简单，工艺设计合理，产品质量优良；采用本发明制备的TB8钛合金箔材表面光洁度高，板形平整度高，同板偏差小，适于大规模工业化生产。
【专利说明】 一种TB8钛合金箔材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钛合金材料加工【技术领域】，具体涉及一种TB8钛合金箔材的制备方法。
【背景技术】
[0002]TB8钛合金(即美国β -21S钛合金)是美国Timet公司根据美国国家航空航天计划对抗氧化金属基复合材料基体的需求，开发的一种新型亚稳定β钛合金，其名义成分为T1-15Mo-2.7Nb-3Al-0.25Si。TB8钛合金具有优良的冷热加工性能和冷成型性能，强度一塑性综合性能优良，高温抗氧化性能优良，是飞机发动机舱附近导风罩类零件的理想材料。目前该合金的冷轧薄板材厚度通常为0.3mm。但是对于厚度在0.3mm以下的箔材，特别是
0.08mm?0.2mm箔材的制备存在很大困难。主要难点有:①TB8钛合金的冷轧变形抗力大，一般的带材轧机都不适用于该合金的箔材制备，即使应用20辊箔材轧机进行制备，中间过程的处理也极为繁琐，对轧制工艺要求很严格，目前尚无应用冷轧机进行厚度为0.08mm?
0.2mm的TB8钛合金箔材制备的报道；②冷轧过程中热处理困难，选用普通的真空退火，冷速太慢，冷却过程中合金时效显著，塑性几乎没有提高；如果选用吹氩气的快速冷却方式，合金板材变形明显，在后期的轧制过程中，几乎无法完全矫平，所得到的箔材板型无法控制。由于以上原因，目前国内尚无厚度为0.08mm?0.2mm的TB8钛合金冷轧箔材制备工艺的报道。虽然中国专利201210505849.5提及可以采用包覆叠轧的制备工艺进行厚度为
0.1mm的TB8钛合金箔材的制备，但是利用该包覆叠轧工艺制备的TB8钛合金箔材板形不易控制，同板差也无法得到有效保障。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备工艺简单、工艺设计合理、产品质量优良的TB8钛合金箔材的制备方法。采用该方法制备的TB8钛合金箔材表面光洁度高，板形平整，同板偏差小，适于大规模工业化生产。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0005]步骤一、将厚度为0.3mm?0.5mm的TB8钛合金板进行第一密封退火处理，具体过程为:将TB8钛合金板装入退火盒中，密封退火盒，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C?900°C的条件下保温20min?40min，水淬冷却后脱除退火盒，得到第一密封退火处理后的TB8钛合金板；
[0006]步骤二、利用冷轧机对步骤一中第一密封退火处理后的TB8钛合金板进行轧制，当轧制的变形量达到25%?30%时进行第二密封退火处理，所述第二密封退火处理的具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，密封退火盒，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C?900°C的条件下保温20min?40min，水淬冷却后脱除退火盒；
[0007]步骤三、重复步骤二，最终得到厚度为0.08mm?0.2mm的TB8钛合金箔材。[0008]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述TB8钛合金板为冷轧态的TB8钛合金板。
[0009]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述TB8钛合金板的长度为300mm?900mm,所述TB8钛合金板的宽度为IOOmm?450mm。
[0010]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述冷轧机为四辊冷轧机。
[0011]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述轧制为单向轧制。
[0012]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述轧制的道次压下量为0.01mm?0.02mm。
[0013]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中所述密封退火盒均在真空度为0.0lPa?0.1Pa的真空等离子焊箱中进行。
[0014]上述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中所述退火盒均为壁厚为4mm?6mm的不锈钢盒。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本发明采用退火盒对TB8钛合金板进行密封退火，可以保证TB8钛合金板材在不被氧化的情况下快速冷却，充分保证了 TB8钛合金退火后的塑性。采用退火盒密封保护的处理方法，使得盒中TB8钛合金板自然接触，没有太大的压应力，防止了合金板在退火过程中的粘连。本发明有效解决了高强韧亚稳β钛合金箔材无法真空退火的问题，为指导钛合金箔材的稳定生产提供了有力保证。
[0017]2、本发明采用不锈钢制备退火盒，可实现快速导热，退火盒能够用于多次密封退火,显著节约成本。
[0018]3、本发明采用退火盒密封退火和冷轧结合的方法，有效地克服了高强ΤΒ8钛合金箔材制备过程中变形抗力大、易开裂、无法高温退火和对操作和设备要求高的问题。采用本发明的方法，可以将ΤΒ8钛合金从冷轧板加工成厚度为0.08mm?0.2mm，且表面光洁度高、板形质量优良、同板偏差小的TB8钛合金箔材。
[0019]4、本发明轧制时采用四辊冷轧机，轧制压力大，可以有效克服普通带材轧机轧制力小，道次变形量小，几乎无法轧制的问题。
[0020]5、本发明制备工艺简单，工艺设计合理，产品质量优良。
[0021]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
[0023]本实施例TB8钛合金箔材的制备方法包括以下步骤:
[0024]步骤一、将厚度为0.5mm,长度为400mm，宽度为400mm的TB8钛合金冷轧板进行第一密封退火处理，具体过程为:将TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.05Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为850°C的条件下保温30min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除(为使退火盒能够重复使用，可仅切割退火盒一端)，得到第一密封退火处理后的TB8钛合金板；所述退火盒为壁厚为4mm的不锈钢盒；
[0025]步骤二、利用550mm四辊冷轧机对步骤一中第一密封退火处理后的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到30%时，进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.05Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为850°C的条件下保温30min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.35mm的TB8钛合金板；
[0026]步骤三、利用550mm四辊冷轧机对步骤二中厚度为0.35mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到25.7%时，再次进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.05Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为850°C的条件下保温30min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.26mm的TB8钛合金板；
[0027]步骤四、利用550mm四辊冷轧机对步骤三中厚度为0.26mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到26.9%时，第三次进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.05Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为850°C的条件下保温30min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.19mm的TB8钛合金板；
[0028]步骤五、利用550mm四辊冷轧机对步骤四中厚度为0.19mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.01mm，得到厚度为0.16mm,宽度为400mm的TB8钛合金箔材。
[0029]采用本实施例制备的TB8钛合金箔材表面光洁度高、板形质量优良、同板偏差小。
[0030]实施例2
[0031]本实施例TB8钛合金箔材的制备方法包括以下步骤:
[0032]步骤一、将厚度为0.3mm,长度为500臟，宽度为350mm的TB8钛合金冷轧板进行第一密封退火处理，具体过程为:将TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.1Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为900°C的条件下保温20min，水淬冷却后脱除退火盒，得到第一密封退火处理后的TB8钛合金板；所述退火盒为壁厚为5mm的不锈钢盒；
[0033]步骤二、利用550mm四辊冷轧机对步骤一中第一密封退火处理后的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到30%时，进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.1Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为900°C的条件下保温20min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为TB8钛合金板的厚度为 0.21mm ;
[0034]步骤三、利用550mm四辊冷轧机对步骤二中厚度为0.21mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到28.6%时，再次进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.1Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为900°C的条件下保温20min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.15mm的TB8钛合金板；
[0035]步骤四、利用550mm四辊冷轧机对步骤三中厚度为0.15mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到26.7%时，第三次进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.1Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为900°C的条件下保温20min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.1 Imm的TB8钛合金板；
[0036]步骤五、利用550mm四辊冷轧机对步骤四中厚度为0.1lmm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.01mm，得到厚度为0.08mm,宽度为350mm的TB8钛合金箔材。
[0037]采用本实施例制备的TB8钛合金箔材表面光洁度高、板形质量优良、同板偏差小。
[0038]实施例3
[0039]本实施例TB8钛合金箔材的制备方法包括以下步骤:
[0040]步骤一、将厚度为0.4mm,长度为900mm，宽度为450mm的TB8钛合金冷轧板进行第一密封退火处理，具体过程为:将TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.0SPa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为880°C的条件下保温35min，水淬冷却后脱除退火盒，得到第一密封退火处理后的TB8钛合金板；所述退火盒为壁厚为6mm的不锈钢盒；
[0041]步骤二、利用550mm四辊冷轧机对步骤一中第一密封退火处理后的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.02mm,当轧制的变形量达到25%时，进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.0SPa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为880°C的条件下保温35min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.3mm的TB8钛合金板；
[0042]步骤三、利用550mm四辊冷轧机对步骤二中厚度为0.3mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.02mm,当轧制的变形量达到26.7%时，再次进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.0SPa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为880°C的条件下保温35min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.22mm的TB8钛合金板；
[0043]步骤四、利用550mm四辊冷轧机对步骤三中厚度为0.22mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.02mm，得到厚度为0.2mm,宽度为450mm的TB8钛合金箔材。
[0044]采用本实施例制备的TB8钛合金箔材表面光洁度高、板形质量优良、同板偏差小。
[0045]实施例4
[0046]本实施例TB8钛合金箔材的制备方法包括以下步骤:
[0047]步骤一、将厚度为0.5mm,长度为300臟，宽度为IOOmm的TB8钛合金冷轧板进行第一密封退火处理，具体过程为:在真空度为0.0lPa的真空等离子焊箱中将TB8钛合金板密封在退火盒中，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C的条件下保温40min，水淬冷却后脱除退火盒，得到第一密封退火处理后的TB8钛合金板；所述退火盒为壁厚为4mm的不锈钢盒；
[0048]步骤二、利用550mm四辊冷轧机对步骤一中第一密封退火处理后的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到30%时，进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.1Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C的条件下保温40min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.35mm的TB8钛合金板；
[0049]步骤三、利用550mm四辊冷轧机对步骤二中厚度为0.35mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.0lmm,当轧制的变形量达到28.6%时，再次进行第二密封退火处理，具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，再在真空度为0.1Pa的真空等离子焊箱中将退火盒密封，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C的条件下保温40min，水淬冷却后利用切割机将退火盒脱除，得到厚度为0.25mm的TB8钛合金板；
[0050]步骤四、利用550mm四辊冷轧机对步骤三中厚度为0.25mm的TB8钛合金板进行单向轧制，控制轧制的道次压下量为0.01mm，得到厚度为0.2mm,宽度为IOOmm的TB8钛合金箔材。
[0051]采用本实施例制备的TB8钛合金箔材表面光洁度高、板形质量优良、同板偏差小。
[0052]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一、将厚度为0.3mm?0.5mm的TB8钛合金板进行第一密封退火处理，具体过程为:将TB8钛合金板装入退火盒中，密封退火盒，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C?900°C的条件下保温20min?40min，水淬冷却后脱除退火盒，得到第一密封退火处理后的TB8钛合金板； 步骤二、利用冷轧机对步骤一中第一密封退火处理后的TB8钛合金板进行轧制，当轧制的变形量达到25%?30%时进行第二密封退火处理，所述第二密封退火处理的具体过程为:将轧制后的TB8钛合金板装入退火盒中，密封退火盒，然后将密封后的退火盒放入退火炉中，在温度为840°C?900°C的条件下保温20min?40min，水淬冷却后脱除退火盒； 步骤三、重复步骤二，最终得到厚度为0.08mm?0.2mm的TB8钛合金箔材。
2.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述TB8钛合金板为冷轧态的TB8钛合金板。
3.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述TB8钛合金板的长度为300mm?900mm,所述TB8钛合金板的宽度为IOOmm?450mm。
4.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述冷轧机为四辊冷轧机。
5.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述轧制为单向轧制。
6.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述轧制的道次压下量为0.0lmm?0.02mm。
7.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中所述密封退火盒均在真空度为0.0lPa?0.1Pa的真空等离子焊箱中进行。
8.根据权利要求1所述的一种TB8钛合金箔材的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中所述退火盒均为壁厚为4mm?6mm的不锈钢盒。
【文档编号】B21B1/40GK103464461SQ201310426360
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】辛社伟, 洪权, 李磊, 侯红亮, 赵冰 申请人:西北有色金属研究院