CN101085451A - 一种纯钛棒、线材轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纯钛棒线材轧制方法。其通过三辊型轧机组将加热至600～850℃的Φ100mm纯钛棒坯经6－8道次轧至Φ80－50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8－12道次纵向连轧至Φ20－10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2－6道次轧至Φ8－6mm线坯。如使用小于Φ100mm的钛棒作为坯料，则同样只需加热一次，采用部分机组即可生产出所需规格的成品。本方法只用加热1次就可将Φ100mm的棒坯轧制成Φ80－10的棒材或Φ16－6mm的成卷线坯，相对于我国目前的多火次的锻造、旋锻生产纯钛棒材和横列式轧机，非连续轧制方式生产纯钛线坯的方法，不但具有明显的高效、节能的特点，而且钛棒线材尺寸精度高、组织性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种纯钛棒线材的加工方法
背景技术
钛及钛合金具有高比强、耐酸碱、与人体亲和力强的特点，而广泛用于航空、医药、石油化工等行业。目前，纯钛棒的加工一般采用锻造方法将大规格的铸锭经多火次锻成Φ80-20mm的棒材，再经旋锻设备多火次旋锻加工成Φ20-10mm的棒材；纯钛线坯的加工一般是将Φ30mm棒坯加热后采用人工喂料方式在250横列式轧机，非连续轧制成Φ8mm的线坯。其工艺流程见图1。
锻造、旋锻生产纯钛棒材的方法，加热火次多，耗能高；操作工劳动强度大，生产效率低；长度短且直径偏差大。
横列式轧机轧制纯钛线坯(如图2所示)方法，线坯的长度受到限制，最大单重只有5kg左右，轧制速度低，轧制时间长，不但生产效率低，而且造成线坯头尾轧制温差大，纯钛线坯的直径偏差大和组织不均。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种新的纯钛棒线材轧制方法(如图3所示)，它具有节能、高效、轧件尺寸精度高的特点。
本发明的思路是通过三辊型轧机组，两辊连轧机组和无扭连轧机组及加热炉、飞剪、收线成卷机等设备组合来实现的。采用合适的孔型***、轧制速度和道次压下量，将直径小于Φ100mm的纯钛棒坯一次加热后，连续生产出直径(边长)Φ80-10，单根重100-50Kg的成品圆(方)棒材或Φ16-6mm，单根重100～50Kg的成卷线材。其通过三辊型轧机组将加热至600～850℃的Φ100mm纯钛棒坯经6-8道次轧至Φ80-50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8-12道次纵向连轧至Φ20-10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2-6道次轧至Φ8-6mm线坯。
所述方法在整个轧制过程采用一次加热。
所述的方法纯钛初轧温度600-850℃，终轧温度500-850℃。
所述的方法粗轧采用三辊型材轧机轧制，6-8个道次，道次平均延伸系数1.1-1.5，终轧温度控制在500-850℃，三辊型材轧机轧制速度1-5m/s。三辊型轧机组可生产Φ80-50mm的圆棒材和方棒及其它异形棒材，棒材的最大单重100kg；还可出Φ50mm的棒坯，最大单重100kg，为轧制小棒材和线坯提供坯料。
所述的方法两辊连轧机组采用全连续轧制，孔型***采用椭圆-方、椭圆-圆，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在500-850℃。两辊连轧机组可出Φ40-10mm的纯钛圆棒材和方棒及其它异形棒材，棒材的单重小于100kg；还可出Φ20-10mm的线坯，单重小于100kg，为轧制小线坯提供线坯料。
所述的方法无扭两辊连轧机组采用全连续轧制，采用椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.05-1.4，终轧温度控制在500-850℃。
所述的圆孔型采用切线扩张，扩张角20-35°
所述全连轧机的机架通过变频电机调速，机架间微张力轧制。
与传统工艺相比，本发明具有以下优点：
1、用一火轧制纯钛棒线材，能耗降低3倍以上，生产效率提高10倍以上。
2、纯钛棒线材横截面尺寸精度提高2倍，(偏差由±0.8mm提高到±0.4mm)
3、纯钛棒线材的单重提高10倍以上。
4、纯钛棒线材的组织性能优良。
附图说明
图1 常规钛棒生产流程
图2 横列式轧制方法
图3 本发明轧制钛棒方法
图4 圆孔型扩张角
具体实施方式
实施例1：
三辊型轧机组：如图3所示，三辊型轧机组是由Φ100mm棒坯加热炉和三辊型轧机及前后滚道、冷床组成。Φ100mm棒坯加热炉采用电加热，自动控制、数显、记录打印，加热炉内的纯钛棒坯温度控制在600-850℃。三辊型轧机的孔型为椭圆-方、椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.1-1.5，终轧温度控制在500-850℃。滚道可满足Φ80-50mm单重小于100kg的棒材和棒坯滚动的要求，冷床满足纯钛棒材冷却要求。
三辊型轧机组可生产Φ80-50mm的圆棒材和方棒及其它异形棒材，棒材的最大单重100kg；还可出Φ50mm的棒坯，最大单重100kg，为轧制小棒材和线坯提供坯料。
实施例2：
两辊连轧机组：如见图3所示，两辊连轧机组是由Φ50mm棒坯加热炉和连轧机组、专用导卫、滚道、冷床、飞剪、收线盘卷机组成。Φ50mm棒坯加热炉采用电加热，自动控制、数显、记录打印，加热炉内的纯钛棒坯温度精度控制在±10℃。两辊连轧机的孔型采用椭圆-方、椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在600-850℃。所有轧机均采用变频电机传动，在中间道次的前后机架之间设有可拆卸的滚动专用导卫，使前一机架轧出的轧件方便甩出、并扭转90°便于后一机架咬入。每个机架可独立调速，满足成品棒材和方棒及异形材对轧棍转速的要求。滚道可满足Φ40-10mm单重小于100kg的棒材和线坯滚动的要求，冷床满足纯钛棒材冷却要求，飞剪和收线成卷机满足Φ16-10mm线坯切头尾和成卷要求。
两辊连轧机组可出Φ40-10mm的纯钛圆棒材和方棒及其它异形棒材，棒材的单重小于100kg；还可出Φ20-10mm的线坯，单重小于100kg，为轧制小线坯提供线坯料。
实施例3：
无扭连轧机：无扭连轧机是由无扭轧机和收线成卷机及移动冷床组成。无扭连轧机的孔型为椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.05-1.4，道次断面收缩率小于20％，终轧温度控制在500-850℃，控制线材的成品尺寸精度，改善成品表面质量。收线成卷机能够快速地将线坯盘成线卷，移动冷床可将线卷冷却并自动送出。无扭连轧机组可生产Φ8-6mm的线坯，单重达到100kg。
实施例4：
采用本发明生产纯钛圆(方)棒、线材，将Φ100mm的圆棒坯加热达到工艺温度，粗轧采用三辊型轧机组的椭圆-方、椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.1～1.5。粗轧终轧温度控制在500-850℃。根据粗轧原料及成品规格可采用6-8个道次轧生产Φ80-50mm的成品圆(方)棒材。
需继续轧制的Φ50mm棒坯，经过输送辊道进入两辊连轧机组。两辊连轧机组全连续轧制，孔型***为椭圆-方、椭圆-圆。道次平均延伸系数1.1-1.4，所有轧机均采用变频电机带动，在中间道次成品出料口设有可拆卸导轮及导向等设施，方便轧件甩出，可生产Φ40-10mm的纯钛圆棒材或方棒及其它异形棒材。
若生产Φ16-10mm线卷，可在后面机架后的收线盘卷机上出线材卷。如需继续轧制，Φ10mm的直线坯可通过滚道直接进入无扭连轧机组进行轧制。无扭连轧机组可生产Φ8-6mm线材，单重可达到100kg，无扭连轧机的孔型为椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.05-1.4，终轧温度控制在500-850℃。收线成卷机能够快速地将线坯盘成线卷，移动冷床可将线卷冷却并自动送出，线材直径偏差在±0.3mm。各连轧机架间均采用微张力轧制。
为了能够适应更宽的原料规格，在两辊连轧机组的第一台机架前配有一台感应加热炉，可方便的加热Φ50mm棒材，在用Φ50mm以下的棒坯作最初原料生产时，采用本加热炉加热，加热好的坯料直接进入两辊连轧机组，一次加热生产出所需的材料规格。
Claims (8)
1、一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于通过三辊型轧机组、两辊连轧机组、无扭连轧机组的组合，采用合适的孔型***、轧制速度和道次压下量，将直径小于Φ100mm的纯钛棒坯一次加热后，通过三辊型轧机组将加热至600～850℃的Φ100mm纯钛棒坯经6-8道次轧至Φ80-50mm棒材或棒坯，再用两辊连轧机组经8-12道次纵向连轧至Φ20-10mm棒材或线坯，再用无扭连轧机组，将两辊连轧机组轧制的Φ10mm线坯经2-6道次轧至Φ8-6mm线坯
2、根据权利要求1所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于整个轧制过程采用一次加热。
3、根据权利要求1所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于纯钛初轧温度700-850℃，终轧温度500-850℃。
4、根据权利要求1所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于粗轧采用三辊型材轧机轧制，6-8个道次，道次平均延伸系数1.1-1.5，终轧温度控制在500-850℃，三辊型材轧机轧制速度1-5m/s。
5、根据权利要求1所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于两辊连轧机组采用全连续轧制，孔型***采用椭圆-方、椭圆-圆，道次平均延伸系数1.1-1.4，终轧温度控制在500-850℃。
6、根据权利要求1所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于无扭两辊连轧机组采用全连续轧制，采用椭圆-圆孔型***，道次平均延伸系数1.05-1.4，终轧温度控制在500-850℃。
7、根据权利要求5所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于圆孔型采用切线扩张，扩张角20-35°。
8、根据权利要求5所述的一种纯钛棒线材轧制方法，其特征在于全连轧过程机架通过变频电机调速，机架间微张力轧制。
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