[发明专利]钛合金板材消除应力处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金板材制备技术，具体地说是一种钛合金板材消除应力处理置，尤其适合于钛合金板材的连续生产。

背景技术

第一个实用的钛合金是1954年研制成功的。钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高、易焊接等特点而被广泛用于各个领域，尤其是密度低、强度高、易焊接性能有利于航天器的制造。钛合金在板材制造过程中最常见和最重要的问题是如何快速简便地消除加工硬化，其退火的质量和技术水平直接关系到钛合金板材的质量。

目前钛合金板材的退火方法主要是链动式移动连续化退火。链动式移动连续化退火方法一般是采用一组箱式加热炉，让板材在移动链的带动下，在炉内连续移动完成退火过程。这种方法的优点是可以与板材连续化生产相匹配，实现规模化；其缺点是加热速度慢、加热区长，生产效率较低，且设备占用空间很大。

发明内容

本发明就是为了解决上述技术问题而提供一种在确保连续化退火的同时能避免氧化、占用空间小的钛合金板材消除应力处理方法及专用装置，具有高效率退火的特点。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：它包括加热、冷却两个处理区，其中加热区由2或4组中频感应圈组成，每组中频感应圈分别由通过安装圈端部的传感器控制其温度，第一组中频感应圈选用20～30KW功率范围，选用的频率控制在1.5～6kHz范围，而后面的至少一组中频感应圈的功率为15～25KW功率范围，选用的频率控制在1.5～4kHz范围；

所述冷却区为液体冷处理区，在板材两侧水平方向对称设置喷液管，喷液管靠近板材5-8mm，具有至少3对喷液管，每个喷液管上每隔30-50mm均匀布置直径2.5-3.5mm的喷液口，管与外冷却池相通；

所述冷却区与收板区相接。

本发明的优点和效果如下：

本发明具有如下优点：1.采用本发明装置进行退火处理时，退火过程可以可以施加气体保护，避免退火造成的氧化；生产设备简便占用空间小，易于实现自动化控制。与现有技术相比，由于中频感应加热的速率极快，使本发明具有退火处理速度快、效率高、成本低，可以确保连续化生产过程的特点。2.采用本发明能实现钛合金板材的连续高效率退火，为连续化大规模生产提供技术保证。

附图说明

图1为本发明钛合金板材消除应力处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。

如图1所示，本发明包括加热区(A)、冷却区(B)，其中加热区由2组中频感应圈(3)组成，每组中频感应圈(3)分别由通过安装圈端部的传感器控制其温度，第一组中频感应圈(3)选用30KW，频率均为4kHz，而后一组中频感应圈(3)的功率为25KW，频率均为3kHz；中频感应圈(3)温度的控制是采用现有技术通用型控制系统，具体为：通过安装圈端部的传感器与中频感应圈(3)电连接，由可控硅调整中频感应圈(3)的输出功率，其滞后效应的调整与板材(1)运行速度匹配；如图所示，液体冷却区在板材(1)在板材两侧水平方向对称设置喷液管，喷液管靠近板材6mm，具有3对喷液管，每个喷液管(2)上每隔45mm均匀布置直径3mm的喷液口，管与外冷却池相通；所述冷却区与收板区相接。

本发明原理是：利用2组中频感应圈(3)，把轧制板材(1)快速加热到消除应力退火要求的温度范围，当板材(1)通过加热区(A)中频感应圈组(3)时，实现退火过程。然后板材(1)进入冷却区(B)，即液体冷却区，采用板材(1)两侧水平方向对称设置喷液管(2)，从冷却区出来的板材(1)温度达到收板允许的温度范围，这样通过改变退火加热方式，实现了钛合金板材(1)的连续化退火与轧制同步进行，提高板材(1)的生产效率并降低成本。

本发明工作过程：本实施例采用Ti-5Al-2.5Sn钛合金板材(1)，从轧制区出来的带材(1)直接进入所述专用装置，首先进入加热区(A)，钛合金带材(1)在中频感应圈(3)作用下，被加热迅速升温到消除应力退火的温度280～340℃，由于本实施例使用了2组中频感应圈(3)，每组中频感应圈(3)是分别控制的，第一组中频感应圈(3)的任务主要是加热升温，选用的功率30kW，频率均为4kHz，而后一组中频感应圈(3)主要任务是均匀温度和保温，中频感应圈(3)的功率可以适当小些25kW，频率均为3kHz；温度的控制是通过非接触式方法测量温度(如红外测温等)，将信息反馈给中频感应圈(3)，由可控硅调整中频感应圈(3)的输出功率，由于带材(1)的运行速度较快，所以这种控制考虑滞后效应，而滞后效应的调整是与带材(1)运行速度相匹配的。随后，板材(1)进入冷却区(B)，利用液体冷却降低板材(1)温度到60℃左右。从冷却区(B)出来的板材(1)就可以直接进入收板区。所述中频感应圈(3)可为2-4组。