CN101708511A - 纯钛无缝管的制造方法 - Google Patents

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一种纯钛无缝管的制造方法，其特征是包括下列步骤：制备管坯棒材；管坯棒材机加工；斜轧穿孔：将坯料加热到700～980℃，用两辊斜轧机组进行1～2次穿孔，使用钼顶头或水冷顶头，穿孔轧辊倾角为8°、轧辊转数为40～90基速～195r/min，穿孔后即制得荒管，荒管规格外径为φ72～φ125mm、壁厚为5～20mm、长度为1500～6000mm；冷轧；成品热处理及性能检验、入库。采用本发明，具有生产效率高、生产成本低、成材率高、生产周期短、设备投资费用低，产品质量较好等特点；生产的纯钛管质量良好，各项力学性能指标均符合国家要求，可满足大规模工业生产的需要。

Description

纯钛无缝管的制造方法
技术领域
本发明属于钛金属管材的制造，涉及一种纯钛无缝管的制造方法。主要适用于斜轧穿孔+冷轧生产纯钛无缝管材。
背景技术
钛及钛合金是新兴的结构和功能材料，具有比重强度比高、热膨胀系数小、耐腐蚀性好、高温性能、低温韧性及低温超导性能优良等诸多优点。近几年来，在航空航天、军事工业和化工、石油、海洋、体育等民用领域得到广泛应用，被称为继铁、铝之后的“第三金属”，又被称为“太空金属”、“海洋金属”。
随着我国经济的发展，石油、化工等领域也相继使用比重小、抗腐蚀性能好的纯钛无缝管材，因此对纯钛无缝管材的需求逐年增加，近年国内使用的纯钛无缝管材主要依赖进口。现有技术中，制造纯钛管材的方法主要是采用挤压+冷轧法，该方法工艺技术容易掌握，但挤压法的工艺流程较多、特别是生产锭坯制作工序长，对棒坯要剥皮和钻中心导向孔、损失较大、一般挤压成材率仅为75％，生产效率低，成本高，投资大、金属及工模具消耗较大，难以满足大规模工业生产需要。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种生产周期短、生产效率和成材率高、可大幅度降低生产成本、可满足大规模工业生产需要的纯钛无缝管的制造方法。
本发明制造方法的工艺流程主要为：轧(锻)棒→锯切→定心→车光→加热→斜轧穿孔→修磨→冷轧→脱脂→退火→酸洗→矫直→冷轧(循环至成品)→成品热处理→酸洗→矫直→探伤→清洗→检验→入库。
本发明的内容是：一种纯钛无缝管的制造方法，其特征是包括下列步骤：
a、制备管坯棒材：将海绵钛经真空自耗电弧炉冶炼为成品钛锭，再经锻造(轧制)成管坯棒材，管坯棒材的直径为φ50～φ130mm；
b、管坯棒材机加工：将管坯棒材锯切(采用砂轮机等)成长度为650～4500mm的坯料；然后用卧式定心机定心，其定心孔范围在φ18±0.5～φ30±0.5mm；然后再用剥皮机车光坯料表面缺陷；
c、斜轧穿孔：将坯料加热到700～980℃，用两辊斜轧机组进行1～2次穿孔，使用钼顶头或水冷顶头，穿孔轧辊倾角为8°、轧辊转数为40～90基速～195r/min，穿孔后即制得荒管，荒管规格外径为φ72～φ125mm、壁厚为5～20mm、长度为1500～6000mm；
d、冷轧：对斜轧穿孔后制得的荒管外表面进行修磨，然后采用两辊冷轧机组、多辊冷轧机组、KPW25轧机、SWK75轧机或HPT160轧机轧制(即冷轧)，每完成一次轧制后再经脱脂、退火、酸洗、矫直处理，这样循环轧制及处理后即制得成品；循环轧制及处理中的半成品退火温度：750～850℃+空冷，时间20～100min；
e、成品热处理及性能检验、入库：将制得的成品热处理、退火温度：700～800℃+空冷，时间20～100min；再按技术要求进行探伤、性能检验、入库；成品规格为外径φ10.0～φ89.0×壁厚1.0～16.0mm。
本发明的内容中：步骤(d)所述两辊冷轧机组可以是LG80、LG55或LG30两辊冷轧机组。
本发明的内容中：步骤(d)所述多辊冷轧机组可以是LD60、LD30或LD15多辊冷轧机组。
本发明的内容中：：步骤(a)所述海绵钛是用一级或二级海绵钛。
与现有技术相比，本发明具有下列特点：
(1)工艺流程较简单，生产周期较，整体效率较挤压法要高30％；
(2)坯料加工只有剥皮损耗，穿孔的成材率为90％，成材率高；生产工序较少，生产效率高；可大幅度降低生产成本；
(3)生产设备和成材率满足工业规模化生产纯钛管的条件，可满足大规模工业生产的需要，产品质量优良，纯钛管材表面质量良好，各项力学性能指标均符合GB/T3624-95或GB/T3625-95要求，完全满足技术标准，实用性强；
(4)采用本发明制造的纯钛无缝管可达到如下指标：
①荒管和成品管材力学性能
对φ76×5mm在制品和φ25×1.5mm成品管热处理后进行取样，其力学性能如表1。由表1可知，荒管和成品管材的力学性能均符合GB/T3624-1995的要求。
               表1：荒管和成品管材力学性能
  规格   σb(MPa)   σr0.2(MPa)   δ5(％)
  GB/T3624-1995   280～420   ≥250   ≥20
  Φ76×5(空冷)   365   ---   39
  Φ76×5(水冷)   385   ---   35
Φ25×1.5   420   290   36.5
  410   265   40
②扩口试验
φ25×1.5mm成品管按GB/T3624-1995检验，合格。
③压扁试验
φ25×1.5mm成品管按GB/T3624-1995检验，合格。
④探伤
φ25×1.5mm成品管按GB/T3624-1995要求，合格。
⑤组织及纯洁度检验
φ25×1.5mm成品纯钛管材的纯洁度检验照片见附图1；
φ25×1.5mm成品纯钛管材的金相组织检验照片见附图2。
从附图1可看出，φ25×1.5mm成品纯钛管材未见明显夹杂；从图2附可看出，成品管材组织均匀，且晶粒为等轴晶。
附图说明
图1是本发明实施例纯洁度检验照片；
图2、图3本发明实施例金相组织检验照片。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步描述：
本发明实施例制造方法的工艺流程主要为：轧(锻)棒→锯切→定心→车光→加热→斜轧穿孔→修磨→冷轧→脱脂→退火→酸洗→矫直→冷轧(循环至成品)→成品热处理→酸洗→矫直→探伤→清洗→检验→入库。
实施例1：
一种纯钛无缝管的制造方法，包括下列步骤：
a、制备管坯棒材：将海绵钛(用一级或二级海绵钛)经真空自耗电弧炉冶炼为成品钛锭，再经锻造(轧制)成管坯棒材，管坯棒材的直径为φ50～φ130mm；
b、管坯棒材机加工：将管坯棒材锯切(采用砂轮机等)成长度为650～4500mm的坯料；然后用卧式定心机定心，其定心孔范围在φ18±0.5～φ30±0.5mm；然后再用剥皮机车光坯料表面缺陷；
c、斜轧穿孔：将坯料加热到700～980℃，用两辊斜轧机组进行1～2次穿孔，使用钼顶头或水冷顶头，穿孔轧辊倾角为8°、轧辊转数为40～90基速～195r/min，穿孔后即制得荒管，荒管规格外径为φ72～φ125mm、壁厚为5～20mm、长度为1500～6000mm；
d、冷轧：对斜轧穿孔后制得的荒管外表面进行修磨，然后采用两辊冷轧机组、多辊冷轧机组、KPW25轧机、SWK75轧机或HPT160轧机轧制(即冷轧)，每完成一次轧制后再经脱脂、退火、酸洗、矫直处理，这样循环轧制及处理后即制得成品；循环轧制及处理中的半成品退火温度：750～850℃+空冷，时间20～100min；
e、成品热处理及性能检验、入库：将制得的成品热处理、退火温度：700～800℃+空冷，时间20～100min；再按技术要求进行探伤、性能检验、入库；成品规格为外径φ10.0～φ89.0×壁厚1.0～16.0mm。
步骤(d)所述两辊冷轧机组是LG80、LG55或LG30两辊冷轧机组。
步骤(d)所述多辊冷轧机组是LD60、LD30或LD15多辊冷轧机组。
本发明具有生产效率高、生产成本低、成材率高、生产周期短、设备投资费用低，生产出的管坯表面质量好、各项力学性能指标均符合国家标准等优点。
实施例2：
一种纯钛无缝管的制造方法，包括下列步骤：
a、制备管坯棒材：将海绵钛(用一级或二级海绵钛)经真空自耗电弧炉冶炼为成品钛锭，再经锻造(轧制)成管坯棒材，管坯棒材的直径为φ90mm；
b、管坯棒材机加工：将管坯棒材锯切(采用砂轮机等)成长度为650～4500mm的坯料；然后用卧式定心机定心，其定心孔范围在φ18±0.5～φ30±0.5mm；然后再用剥皮机车光坯料表面缺陷；
c、斜轧穿孔：将坯料加热到700～980℃，用两辊斜轧机组进行1～2次穿孔，使用钼顶头或水冷顶头，穿孔轧辊倾角为8°、轧辊转数为40～90基速～195r/min，穿孔后即制得荒管，荒管规格外径为φ72～φ125mm、壁厚为5～20mm、长度为1500～6000mm；
d、冷轧：对斜轧穿孔后制得的荒管外表面进行修磨，然后采用两辊冷轧机组、多辊冷轧机组、KPW25轧机或SWK75轧机轧制(即冷轧)，每完成一次轧制后再经脱脂、退火、酸洗、矫直处理，这样循环轧制及处理后即制得成品；循环轧制及处理中的半成品退火温度：750～850℃+空冷，时间20～100min；
e、成品热处理及性能检验、入库：将制得的成品热处理、退火温度：700～800℃+空冷，时间20～100min；再按技术要求进行探伤、性能检验、入库；成品规格可为外径φ10.0～φ89.0×壁厚1.0～16.0mm。
步骤(d)所述两辊冷轧机组是LG80、LG55或LG30两辊冷轧机组。
步骤(d)所述多辊冷轧机组是LD60、LD30或LD15多辊冷轧机组。
采用本发明方法共进行了两批次生产，两批次的成品均为φ25×1.5mm规格，用本发明方法所制造的纯钛管材表面质量良好，各项力学性能指标均符合GB/T3624-95或GB/T3625-95要求。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (4)

1.一种纯钛无缝管的制造方法，其特征是包括下列步骤：
a、制备管坯棒材：将海绵钛经真空自耗电弧炉冶炼为成品钛锭，再经锻造成管坯棒材，管坯棒材的直径为φ50～φ130mm；
b、管坯棒材机加工：将管坯棒材锯切成长度为650～4500mm的坯料；然后用卧式定心机定心，其定心孔范围在φ18±0.5～φ30±0.5mm；然后再用剥皮机车光坯料表面缺陷；
c、斜轧穿孔：将坯料加热到700～980℃，用两辊斜轧机组进行1～2次穿孔，使用钼顶头或水冷顶头，穿孔轧辊倾角为8°、轧辊转数为40～90基速～195r/min，穿孔后即制得荒管，荒管规格外径为φ72～φ125mm、壁厚为5～20mm、长度为1500～6000mm；
d、冷轧：对斜轧穿孔后制得的荒管外表面进行修磨，然后采用两辊冷轧机组、多辊冷轧机组、KPW25轧机、SWK75轧机或HPT160轧机轧制，每完成一次轧制后再经脱脂、退火、酸洗、矫直处理，这样循环轧制及处理后即制得成品；循环轧制及处理中的半成品退火温度：750～850℃+空冷，时间20～100min；
e、成品热处理及性能检验、入库：将制得的成品热处理、退火温度：700～800℃+空冷，时间20～100min；再按技术要求进行探伤、性能检验、入库；成品规格为外径φ10.0～φ89.0×壁厚1.0～16.0mm。
2.按权利要求1所述的，其特征是：步骤(d)所述两辊冷轧机组是LG80、LG55或LG30两辊冷轧机组。
3.按权利要求1所述的，其特征是：步骤(d)所述多辊冷轧机组是LD60、LD30或LD15多辊冷轧机组。
4.按权利要求1所述的，其特征是：步骤(a)所述海绵钛是用一级或二级海绵钛。
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