[实用新型]一种TiAl合金板材热轧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种TiAl合金板材的轧制装置，尤其是指一种轧制大尺寸的TiAl合金板材的热轧装置。

背景技术

TiAl合金是一种新型轻质耐热结构材料，比重不到镍基合金的50％，使用温度可达700℃-900℃，具有轻质、高强、耐蚀、耐磨、耐高温等性能优点，逐渐成为航空、航天等领域重要的备选材料。TiAl合金的板材除了有望直接用作结构材料外，还可以用作超塑性成形的预成形材料，并用于制作近净成形航空、航天发动机的零、部件以及超高速飞行器的翼、壳体等。

TiAl合金板材的制备主要有铸锭冶金法和粉末冶金法。铸锭冶金法制备是先熔炼制备TiAl合金铸锭，随后采用热等静压和均匀化退火处理，然后锻造细化铸造组织，最后进行轧制。奥地利Plansee AG公司在铸锭冶金法基础上实用新型了一种先进的TiAl合金板材轧制技术(ASRP)，成功轧制出TiAl合金板材的最大尺寸可达1800mm×500mm×1mm。国内北京科技大学、哈尔滨工业大学等单位开展了铸锭冶金法TiAl合金板材制备研究，分别轧制出尺寸为360mm×100mm×3.5mm的高铌TiAl合金板材和700mm×200mm×2mm的β-γ-TiAl合金板材。粉末冶金法是将Ti和Al元素混合粉经过压制、挤压、轧制等加工过程近净成形为混合粉板材，成形后的板材在随后的烧结、热压或热等静压过程中通过活化反应生成TiAl合金，或者预合金化粉末热等静压固结后再进行热轧。国内中南大学等单位开展了末冶金法TiAl合金板材制备研究，其尺寸相对较小。如上所述，国内所轧制的TiAl合金板材尺寸较小，与国外还存在较大差距。因此，非常有必要开展大尺寸TiAl合金板材制备技术的研究。

到目前为止，TiAl合金制备技术中存在的问题仍然没有得到很好的解决，特别是采用热轧工艺制备板材时很容易开裂，使得到大尺寸、高质量板材非常困难。原因一方面主要是TiAl合金属于难变形合金，不适合高温轧制成形。另一方面是TiAl合金变形温度窗口非常窄，近等温包套轧制工艺的控制较难。现有技术多是采用包套方式低速轧制，无法避免TiAl合金板材沿轧制方向所产生的温度梯度和板材边缘的温降，尤其是大尺寸TiAl板材。同时，板材与轧辊接触使板材表面温度急剧下降。此外，道次间将大尺寸TiAl合金板坯或板材出炉时存在一定的温降，从炉中取出或回炉保温也给操作带来了困难。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种TiAl合金板材热轧装置，能够有效解决TiAl合金板材轧制过程中的温降及操作困难等问题，尤其是适用于轧制大尺寸TiAl合金板材。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种TiAl合金板材热轧装置，该热轧装置包括以下部件：辊道，还依次包括设置于辊道旁的第二加热炉、所述辊道上的第一加热炉、轧机前保温罩、热轧机、轧机后保温罩和辊底式隧道热处理炉；

第一加热炉为辊底式隧道加热炉；

轧机前保温罩和轧机后保温罩分别位于热轧机的入口侧和出口侧；

辊底式隧道热处理炉依次包括高温区、中温区和低温区。

在上述装置中，优选地，各个部件之间设有一定的间距。

在上述装置中，优选地，第二加热炉与第一加热炉的间距为1m-10m；第一加热炉与轧机前保温罩的间距为0.1m-2m；轧机前保温罩与热轧机的间距为0.5m-5m；热轧机与轧机后保温罩的间距为0.5m-5m；轧机后保温罩与辊底式隧道热处理炉的间距为0.1m-2m。

在上述装置中，优选地，热轧机包括工作辊、第二加热装置和两个导位装置；

工作辊用于进行板材的轧制，其至少包括一个上工作辊和一个下工作辊，上工作辊与下工作辊上下对应设置以配合使用，且下工作辊的上表面与辊道的上表面位于同一水平面上；

第二加热装置设置在所述上工作辊和下工作辊附近，用于对工作辊进行连续在线加热；第二加热装置的加热方式为连续在线高频感应加热，能够将上工作辊和下工作辊表面温度加热到300℃-600℃并予以保持；

两个导位装置分别位于热轧机的入口处和出口处，以便板坯或轧件按既定的方向和状态准确地、稳定地进入和导出轧辊。

在上述装置中，优选地，被加热的上工作辊和下工作辊的辊面长度为其辊身长度的90％-95％。

在上述装置中，优选地，第一加热炉的顶部及两侧安装有若干第一加热装置。

在上述装置中，优选地，辊底式隧道热处理炉的各温区的顶部及两侧安装有若干第一加热装置，其中，第一加热装置为任意的可以进行加热的装置，对第一加热装置的数量也不作限制。