一种半连轧生产工业纯钛棒材的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料加工与成型技术领域，具体涉及一种半连乳生产工业纯钛棒 材的方法。
【背景技术】
[0002] 钛及钛合金由于其优异的耐腐蚀性能和高比强度、强的人体亲和力等特性，广泛 应用于航空航天、汽车、工具连接件、医疗等领域。
[0003] 钛及钛合金棒材生产的传统方法一般为锻造或旋锻，但两种方法均需多次加热， 具有能耗高，劳动强度大，生产效率低，产品尺寸波动大，外形质量差等缺点。近年也出现利 用热乳生产钛及钛合金棒、线材的方法。专利CN101152653A和CN101085451分别公开了通过 三辊Y型连乳机和三辊乳机+两辊连乳机+无扭连乳机乳制钛及钛合金棒线材的方法，两种 方法均需一次加热，并进行连续式生产，产品单重达到50~100kg，相较于传统的锻造或旋 锻，产品在能耗、生产效率和乳件尺寸精度方面有了较明显的提高。
[0004] 随着钛及钛合金生产工艺技术研究的深入，专利CN104148382A公开了一种适合在 特殊钢棒线材热连乳机组上生产钛及钛合金棒材的方法，该方法采用天然气加热炉加热钛 及钛合金锻造方坯，然后经过粗-中乳后获得Φ16~ΦΙΟΟπιπι的圆棒材。专利CN103008341A公 开了一种由加热炉、横列式两辊粗乳机、高刚度短应力线纵列式两辊中乳机组、高刚度短应 力线纵列式两辊预精乳机组及小棒材冷床组成的钛及钛合金棒材纵乳生产线及获得Φ 12~ Φ 140mm钛及钛合金棒材的生产工艺。两种方法均在产品单重、表面质量、生产效率等方面 有了较大提高，但产品均为圆棒材，性能不够均匀稳定，且是在特定生产线上完成相应的乳 制过程，工艺适应性不足。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种使坯料的受热均匀，成品的性能均匀稳定，也可满足 钛材产品小批量多规格的要求的半连乳方式生产工业纯钛棒材的方法。
[0006] 本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤： A、 将工业纯钛坯送入电阻式加热炉，采用分段加热方式进行加热，先将炉温从室温升 温至400°0500°C，保温40~70min，然后继续升温至820°0920°C进行均热保温，到温后均热 保温 50~100min; B、 将经过步骤A处理的钛坯送入粗乳机进行乳制，乳制开始温度为750°C~850°C，乳制4 ~7道次，得粗乳件； C、 将步骤B乳制后的棒材送入精乳机进行乳制，乳制开始温度为680~780°C，乳制4~11 道次，得精乳件； D、 乳制完成后，将乳件冷却，得到工业纯钛棒材成品。
[0007] 步骤A中的炉温从室温升温至400°0500°C，保温40~70min可替换为炉温从150~ 250°C升温至400°0500°C，保温60~lOOmin。
[0008] 有益效果:本发明采用电炉对工业纯钛坯进行分段式加热，有效提高了坯料的受 热均匀性，有利于最终成品的性能均匀稳定;本发明可满足钛材产品小批量多规格的要求， 且最终产品可为方形或圆形断面的工业纯钛棒材，产品更加多样化。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制， 基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0010] 本发明提供了一种半连乳生产工业纯钛棒材的方法，包括以下步骤： A、 将工业纯钛坯送入电阻式加热炉，采用分段加热方式进行加热，先将炉温从室温升 温至400°0500°C，保温40~70min，然后继续升温至820°0920°C进行均热保温，到温后均热 保温50~lOOmin; B、 将经过步骤A处理的钛坯送入粗乳机进行乳制，乳制开始温度为750°〇850°C，乳制4 ~7道次，得粗乳件； C、 将步骤B乳制后的棒材送入精乳机进行乳制，乳制开始温度为680~780°C，乳制4~11 道次，得精乳件； D、 乳制完成后，将乳件冷却，得到工业纯钛棒材成品。
[0011] 步骤A中的炉温从室温升温至400°0500°C，保温40~70min可替换为炉温从150~ 250°C升温至400°0500°C，保温60~lOOmin。此处的150~250°C为电阻式加热炉加热的前一 根工业纯钛坯出炉后炉内余温的范围。
[0012] 所述步骤A中升温至400 °0500 °C的升温速率为5~8 °C /min。
[0013] 所述步骤A中升温至820°0920°C的升温速率为3~5°C/min。
[0014] 步骤A中所述的工业纯钛坯为直接熔铸坯或锻造坯。
[0015] 步骤B中所述的粗乳机由Φ 550 X 4+ Φ 450 X 3乳机构成，水平布置，前四个机架为 一拖二，且粗乳1~4机架为脱槽乳制，粗乳机组距精乳机组的辊道距离为35m。
[0016] 步骤C中所述的精乳机由Φ 380 X 2+ Φ 320 X 9乳机构成，布置方式为6、11机架为立 式机架，其余机架为水平机架。
[0017] 步骤B中所述的粗乳件为Φ 50~Φ 110mm的圆形棒材或58mmX 58mm~90mm X 90mm的 方形棒材，在粗乳机出口采用14号槽钢进行收集吊运后冷却得到。
[0018] 步骤C中所述的精乳件为Φ12~Φ 40mm的圆形棒材，乳制后利用飞剪进行倍尺分 段，然后在齿条步进式冷床进行冷却得到。
[0019] 实施例1 A、 将尺寸为150mm X 150mm X 2000mm的工业纯钛直接熔铸方坯送入150~250 °C的电阻式 加热炉进行加热，当炉温升温至450°C时，升温速率为5°C/min，保温70min，然后继续升温至 840°C，升温速率为3°C/min，到温后均热保温60min; B、 将加热后的钛坯送入粗乳机进行乳制。乳制开始温度为750°C，乳制4道次，可得90mm X 90mm的方形棒材;乳制7道次，可得58mm X 58mm的方形棒材;更换第4机架孔型为圆形孔， 可得Φ 110mm的圆形棒材;空过第5机架，并更换6、7道次孔型，即乳制6道次，可得Φ 50mm的 圆形棒材或的方形棒材。
[0020] 乳制完成后，在粗乳机出口采用14号槽钢进行收集吊运后冷却，得到工业纯钛棒 材成品。该产品经检验，其室温力学性能全面优于GB/T 2965要求，见表1所示。
[0021] 表1工业纯钛棒材室温力学性能
实施例2 A、 将尺寸为165mm X 165mm X 5000 mm的工业纯钛锻造方坯送入电阻式加热炉进行加 热，当炉温从室温升温至500 °C，升温速率为8 °C /min，保温60min，然后继续升温至910 °C，升 温速率为5 °C /min，均热保温80min; B、 将加热后的钛坯送入粗乳机进行乳制。乳制开始温度为830°C，乳制7道次，得58mmX 58mm的方形棒材。
[0022] C、为进一步得到更小规格的棒材，将步骤B乳制后的棒材送入精乳机进行乳制。乳 制开始温度为740 °C，乳制10道次，可得Φ 16mm的圆形棒材;乳制4道次，得Φ 40mm的圆形棒 材。
[0023] D、乳制完成后，利用飞剪进行倍尺分段，然后在齿条步进式冷床进行冷却，得到工 业纯钛棒材成品。该产品经检验，其室温力学性能全面优于GB/T 2965要求，见表2所示。 [0024] 表2工业纯钛棒材室温力学性能
实施例3 A、 将尺寸为150 mmX 150 mmX 4000 mm的工业纯钛锻造方坯送入电阻式加热炉进行 加热，当炉温从室温升温至400°C，升温速率为7°C/min，保温50min，然后继续升温至820°C， 升温速率为4°C/min，均热保温lOOmin; B、 将加热后的钛坯送入粗乳机进行乳制。乳制开始温度为750°C，乳制7道次，得58_X 58mm方形棒材。
[0025] C、为进一步得到更小规格的棒材，将步骤B乳制后的棒材送入精乳机进行乳制。乳 制开始温度为680°C，乳制11道次，可得Φ 12 mm的圆形棒材。
[0026] D、乳制完成后，利用飞剪进行倍尺分段，然后在齿条步进式冷床进行冷却，得到工 业纯钛棒材成品。该产品经检验，其室温力学性能全面优于GB/T 2965要求，见表3所示。 [0027] 表3工业纯钛棒材室温力学性能
【主权项】
1. 一种半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于包括以下步骤： A、 将工业纯钛坯送入电阻式加热炉，采用分段加热方式进行加热，先将炉温从室温升 温至400°0500°C，保温40~70min，然后继续升温至820°0920°C进行均热保温，到温后均热 保温50~lOOmin; B、 将经过步骤A处理的钛坯送入粗乳机进行乳制，乳制开始温度为750°〇850°C，乳制4 ~7道次，得粗乳件； C、 将步骤B乳制后的棒材送入精乳机进行乳制，乳制开始温度为680~780°C，乳制4~11 道次，得精乳件； D、 乳制完成后，将乳件冷却，得到工业纯钛棒材成品。2. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于将步骤A中炉温从 室温升温至400°0500°C，保温40~70min替换为炉温从150~250°C升温至400°0500°C，保温 60~100min〇3. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于所述步骤A中升温 至400 °0500 °C的升温速率为5~8 °C /min。4. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于所述步骤A中升温 至820 °〇920 °C的升温速率为3~5 °C/min。5. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于步骤A中所述的工 业纯钛坯为直接熔铸坯或锻造坯。6. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于步骤B中所述的粗 乳机由Φ 550 X 4+ Φ 450 X 3乳机构成，水平布置，前四个机架为一拖二，且粗乳1~4机架为脱 槽乳制，粗乳机组距精乳机组的辊道距离为35m。7. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于步骤C中所述的精 乳机由Φ 380 X 2+ Φ 320 X 9乳机构成，布置方式为6、11机架为立式机架，其余机架为水平机 架。8. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于步骤B中所述的粗 乳件为Φ 50~Φ 110mm的圆形棒材或58mm X 58mm~90mm X 90mm的方形棒材，在粗乳机出口米 用14号槽钢进行收集吊运后冷却得到。9. 如权利要求1所述的半连乳生产工业纯钛棒材的方法，其特征在于步骤C中所述的精 车L件为Φ12~Φ40πιπι的圆形棒材，乳制后利用飞剪进行倍尺分段，然后在齿条步进式冷床进 行冷却得到。
【专利摘要】本发明公开了一种半连轧生产工业纯钛棒材的方法，包括以下步骤：将工业纯钛坯送入电阻式加热炉分段加热；然后送入粗轧机轧制；再送入精轧机轧制；轧制完成后将轧件冷却，得到棒材成品。本发明采用电炉对工业纯钛坯进行分段式加热，有效提高了坯料的受热均匀性，有利于最终成品的性能均匀稳定；本发明可满足钛材产品小批量多规格的要求，且最终产品可为方形或圆形断面的工业纯钛棒材，产品更加多样化，工艺适应性强。
【IPC分类】B21B37/74, B21B45/00, B21B1/16
【公开号】CN105710127
【申请号】CN201610151796
【发明人】张志波, 赵宇, 张卫强, 何超, 邓家木, 曹占元, 李金柱, 李晓云, 王卫东, 蒋泰旭, 曹阳
【申请人】武钢集团昆明钢铁股份有限公司