一種卷式生產ta3鈦板的退火方法
【專利說明】一種卷式生產TA3鈦板的退火方法
[0001]【技術領域】 本發明為一種鈦材的退火方法,具體涉及一種卷式生產TA3鈦板的退火方法。
[0002] 【【背景技術】】 已知的，TA3工業純鈦因具有塑性高、強度適中、比強度高、耐蝕性強等特點，在船舶、航 空和醫療等領域得到了廣泛應用，特別是在醫療領域，由于鈦及鈦合金耐蝕性好且具有優 良的生物相容性，在生物醫用金屬材料領域份額較大，得到了越來越廣泛的應用，每年保持 10%以上的增長趨勢；其中，TA3鈦板由于成本和性能優勢，在醫用金屬材料領域占有重要 地位，使用量也逐年增加。
[0003] 目前工業純鈦TAl和TA2塑性高，因此可以采用卷式生產方法制備，最大軋程變形 率可達到75%以上，工業純鈦TA3中，Fe、0、C和N等雜質元素含量更高，Fe和0元素是專門 添加的、含量較高，因此強度更高、塑性則稍低，以前對于TA3板材的生產主要是采用熱軋 塊式生產法、斷續生產，厚度公差和同板差較大，與熱軋法相比，使用卷式生產效率高、流程 短、成本低，可生產更薄規格的板(最薄〇. 5?1mm，常用1?4mm)、厚度公差精確(最小可實 現0?0. 05mm公差)、同板差小（0?0. 1mm)，而且卷式生產鈦板的性能更均勻；但是，對應 于不同厚度的板材，卷式生產法需要不同的冷軋變形量、相應的成品需要不同的退火工藝， 才能獲得良好的性能和組織結合，那么如何提供一種較為合理的退火方法就成了本領域技 術人員的長期技術訴求。
[0004] 【
【發明內容】
】 為克服【背景技術】中存在的不足，本發明提供了一種卷式生產TA3鈦板的退火方法，本 發明對不同化學成分和冷軋變形量的TA3卷材通過不同的退火工藝，獲得晶粒細小、性能 合格并均勻的TA3板材，使TA3板材的生產更加快捷、生產流程縮短、大大降低了生產成本 等。
[0005] 為實現如上所述的發明目的，本發明采用如下所述的技術方案： 一種卷式生產TA3鈦板的退火方法，具體包括如下步驟： 一、 生產TA3板述： 首先使用〇級海綿鈦和純度99. 5%?100%的二氧化鈦粉混合后壓制電極,然后通過 熔煉設備進行熔煉獲得鑄錠，對合格的鑄錠進行鍛造，得到鑄態組織破碎、晶粒較均勻的 TA3板坯，板坯厚度100?220mm，然后利用天然氣或煤氣加熱TA3板坯，TA3板坯保溫溫度 830?900°C、保溫時間1?8h，保溫結束后通過多道次軋制，獲得3?IOmm厚度的熱軋卷， 隨后采用大氣連續退火的方式進行退火，退火溫度680?780°C、時間2?15min，退火后進 行拋丸和酸洗，將表面氧化層去除，為后續冷軋做準備； 二、 生產TA3鈦卷： 接上步，將上步獲取的TA3板坯通過軋機軋制成TA3鈦卷，在張力作用下進行多道次軋 制，道次變形量彡10%、總變形量為10?55% ; 三、 退火處理： 接上步，對冷軋成品TA3鈦卷進行真空退火或大氣氣氛退火，所述真空退火可以整卷 進行，也可分切為板進行，退火后為光亮面，或將鈦卷分切為鈦板進行大氣氣氛退火，退火 后為氧化表面； 四、后續處理： 接上步，對大氣退火后性能合格的TA3鈦板，進行堿酸洗獲得成品TA3鈦板，或者進行 噴砂/拋丸和酸洗處理，若表面有缺陷、修磨后再進行噴砂/拋丸和酸洗處理，得到合格的 成品TA3鈦板。
[0006] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，所述第一步中熔煉設備為真空自耗電弧 爐，烙煉的次數為1?3次,鍛造次數為1?3火次。
[0007] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，所述第一步中的TA3鈦板包括低雜質 TA3和常用TA3,所述低雜質TA3為雜質元素含量分別是FeO. 12?0. 2%、00. 15?0. 2%、 N彡0. 02%、C彡0. 05%和H彡0. 01%，最大冷軋變形量可達到55%左右，所述常用TA3為雜 質元素含量分別是FeO. 18?(λ 3%、00· 18?(λ 3%、N彡0· 03%、C彡0· 05%和H彡0· 01%，最 大冷軋變形量一般< 50%。
[0008] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，第二步中所述的軋機為可逆軋機。
[0009] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，所述第二步中，冷軋總變形量超過55%，需 要進行多軋程的冷軋，兩次冷軋之間進行半成品真空退火，成品厚度〇. 5?6mm。
[0010] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，所述第三步中的真空退火，一般以整卷的 方式在罩式爐中真空退火，半成品和成品退火溫度600?700°C，抽真空(彡I(T 2Pa)升溫到 400?550°C，充少量氬氣加強熱量循環，退火溫度根據鈦卷成分和冷軋變形量確定，退火 溫度600?700°C、保溫時間3?10h，具體保溫時間依據變形量和鈦卷的卷徑確定，卷徑大 則退火時間長。
[0011] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，所述氬氣的充氣量為1000?20000Pa。
[0012] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，采用真空罩式爐退火后，對鈦卷進行平整 和矯直，然后分切成板使用，滿足不平度< 8mm/m要求，若對鈦板的不平度要求< 5mm/m，則 采用中低溫壓矯形或蠕變矯形的方法進行板形改善。
[0013] 所述的卷式生產TA3鈦板的退火方法，所述第三步中的大氣氣氛退火，將鈦卷分 切成需要的尺寸整齊擺放，在電阻爐或地坑爐中通過壓鋼板進行壓矯形退火，退火溫度 550?70(TC、具體保溫溫度根據鈦板成分和冷軋變形量確定，冷軋變形量大、則退火溫度 高，保溫時間一般為2?24h，具體保溫時間依據鈦板的厚度和所壓鋼板的總厚度確定。
[0014] 采用如上所述的技術方案，本發明具有如下所述的優越性： 本發明所述的一種卷式生產TA3鈦板的退火方法，本發明對不同化學成分和冷軋變形 量的TA3卷材通過不同的退火工藝，獲得晶粒細小、性能合格并均勻的TA3板材，本發明具 有生產效率高、外觀質量好、成本較低，同批次板材的力學性能和微觀組織的均勻一致程度 較高，厚度公差和同板差可穩定控制等特點，適合大范圍的推廣和應用。
[0015] 【【具體實施方式】】 通過下面的實施例可以更詳細的解釋本發明，本發明并不局限于下面的實施例； 本發明所述的一種卷式生產TA3鈦板的退火方法，具體包括如下步驟： 一、生產TA3板述： 首先使用〇級海綿鈦和純度99. 5%?100%的二氧化鈦粉混合后壓制電極，然后通過熔 煉設備進行熔煉獲得鑄錠，對合格的鑄錠進行鍛造，得到鑄態組織破碎、晶粒較均勻的TA3 板坯，其中所述熔煉設備為真空自耗電弧爐，熔煉的次數為1?3次，鍛造次數為1?3火 次；板坯厚度100?220mm，然后利用天然氣或煤氣加熱TA3板坯，TA3板坯保溫溫度830? 900°C、保溫時間1?8h，保溫結束后通過多道次軋制，獲得3?IOmm厚度的熱軋卷，隨后 采用大氣連續退火的方式進行退火，退火溫度680?780°C、時間2?15min，退火后進行 拋丸和酸洗，將表面氧化層去除，為后續冷軋做準備，其中TA3鈦板包括低雜質TA3和常用 TA3,所述低雜質TA3為雜質元素含量分別是FeO. 12?0. 2%、00. 15?0. 2%、N彡0. 02%、 C < 0. 05%和H < 0. 01%，最大冷軋變形量可達到55%左右，所述常用TA3為雜質元素含量 分別是FeO. 18?(λ 3%、00· 18?(λ 3%、N彡0· 03%、C彡0· 05%和H彡0· 01%，最大冷軋變形 量一般< 50% ; 二、 生產TA3鈦卷： 接上步，將上步獲取的TA3板坯通過可逆軋機軋制成TA3鈦卷，在張力作用下進行多道 次軋制，道次變形量< 10%、總變形量為10?55%，當冷軋總變形量超過55%時，需要進行多 軋程的冷軋，兩次冷軋之間進行半成品真空退火，成品厚度〇. 5?6_ ; 三、 退火處理： 接上步，對冷軋成品TA3鈦卷進行真空退火或大氣氣氛退火，所述真空退火可以整卷 進行，也可分切為板進行，退火后為光亮面，或將鈦卷分切為鈦板進行大氣氣氛退火，退火 后為氧化表面，其中真空退火，一般以整卷的方式在罩式爐中真空退火，半成品和成品退火 溫度600?700°C，抽真空（< I(T2Pa)升溫到400?550°C，充少量氬氣加強熱量循環，所 述氬氣的充氣量為1000?20000Pa，退火溫度根據鈦卷成分和冷軋變形量確定，退火溫度 600?700°C