[发明专利]一种高得料率低成本生产优质TC4合金热轧板工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TC4合金热轧板加工技术，特别是一种高得料率低成本生产优质TC4合金热轧板工艺方法。

背景技术

TC4合金由于其优良的综合性能，在航空航天、舰船、卫生和体育等行业获得广泛应用，该合金产品占钛材总产量50%以上，但是由于其生产成本高，限制了其广泛应用，其中材料利用率低及热轧坯料或成品板修磨量大是造成其成本偏高的主要原因之一。一般TC4合金都要经过2次以上自耗熔炼炉熔炼制备铸锭，然后进行墩粗、拉拔制备满足热轧要求规格的坯料，而每次铸锭重熔及锻坯锻造，均需进行扒皮及修磨去除加工过程中表面氧化皮及裂纹，从原料到热轧坯料制备得料率仅80~84%，原材料至成品得料率仅为55~65%；另一方面，TC4热轧过程中容易产生裂纹，无论是热轧坯料还是成品板修磨量大，大大增加了生产成本，降低了生产效率。因此，有必要研究如何使用EB炉直接熔炼成分合格且尺寸满足热轧规格要求的板坯，不经锻造直接热轧，从而大大提高原材料的得料率，另一方面就是怎样通过优化生产流程及热轧工艺调整，使用普通热轧机就可生产出无裂纹或少裂纹板材，从而大大减少大模量，提高生产效率，降低生产成本。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题是提供一种高得料率低成本生产优质TC4合金热轧板工艺方法，满足GB/T 3621-2007、GB/T 14845-2007和ASTM B265-2006标准要求。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种高得料率低成本生产优质TC4合金热轧板工艺方法，包括：

一、EB扁锭制备：

①选料：选择一级海绵钛、Al-V中间合金、高纯度Al作为炉料，并压制电极；

②熔炼：使用EB炉进行熔炼，熔炼电流8~10A，拉锭速度1300kg/h，得到尺寸规格为190×1280×5000~5400mm的EB锭TC4板坯，其化学成分满足GB/T 3620.1 2007关于TC4合金成分要求。

二、修磨及热轧：

①根据成品板厚度规格，选择3~4火次轧制目标厚度；

②供一火热轧坯料的修磨：用铣床去除铸锭毛坯表面3~5mm厚金属层，采用着色探伤技术检查表面裂纹，并进行局部修磨直至裂纹清除干净；

③一火轧制：坯料装炉前涂覆钛合金抗氧化热轧保护涂料KBC-12，装炉温度700~1000℃，加热温度为1000~1100℃，加热时间以1.6±0.2min/mm计算，一火道次变形率在5~30%之间，一火总变形率为68~85%，得到厚度为20~50mm二火轧制坯料；

④供二火轧制坯料修磨：两面全扒皮，并进行着色探伤及局部修磨直至一火板材裂纹彻底清除干净；

⑤二火轧制：装炉温度600~900℃，坯料加热温度为920~980℃，加热保温时间以1.3±0.15min/mm计算，二火道次变形率在4~20%之间；

⑥供三火热轧坯料修磨：两侧60~120mm进行扒皮，并修磨去除中间部位裂纹、压坑等缺陷；

⑦三火轧制：装炉温度700~960℃，坯料加热温度900~960℃，加热保温时间以1.2±0.1min/mm计算，成品板轧制道次变形率在4~19%之间。对于6mm及以上厚度规格板，三火直接轧制成品厚度规格，要求控制终轧温度＞750℃；

⑧供四火热轧坯料修磨： 坯料喷砂、酸洗后，修磨去除表面缺陷；表面缺陷有局部裂纹等；

⑨四火轧制：坯料加热工艺及轧制工艺参照三火轧制工艺参数进行。

三、大气退火：退火温度740~850℃，退火保温时间30~60min。

四、喷砂、酸洗、修磨及定尺：通过喷砂及酸洗去除退火板材表面氧化皮，随后修磨定尺即可得到不同尺寸规格的退火态TC4热轧板。