CN110923597A - 一种钛带卷真空退火处理工艺 - Google Patents

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郭磊
鲁毅
王尧
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Abstract

本发明公开了一种钛带卷真空退火处理工艺，具体处理工艺步骤如下：步骤一：将钛锭和边角废料投入熔钛炉中将固态的钛锭转化为液态的钛水，对钛水进行静置保温；步骤二：经静置保温后的钛水通过管道流入铸轧机，在流入的同时由循环水进行冷却，从铸轧机连续铸轧后卷曲即得到钛带卷；步骤三：将步骤二获取钛带卷采用喷丸酸洗去除热卷表面氧化皮，清洗后采用工业热风机进行迅速干燥；步骤四：在步骤三基础上利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层。该钛带卷处理工艺稳定可靠，设备简单，操作方便，实用性强，适合广泛推广使用。

Description

一种钛带卷真空退火处理工艺
技术领域
本发明属于钛带卷生产技术领域，具体涉及一种钛带卷真空退火处理工艺。
背景技术
钛带卷加热退火装置中的感应加热方法是成熟的技术，原理上是可行的。然而效率低，使用不便，而将感应真空直接加热方法用于钛卷真空退火，与传统的钛卷加热退火方法相比则是一种全新的思路，需要对设备和工艺进行全新的设计。但是现有的感应真空直接加热方法生产的钛带卷表面不够平滑，不能呈金属本色并且存在氧化皮等缺陷，生产出的钛带卷表面抗裂纹防腐效果不明显，效率低，实用性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛带卷真空退火处理工艺，以解决上述背景技术中提出的但是现有的感应真空直接加热方法生产的钛带卷表面不够平滑，不能呈金属本色并且存在氧化皮等缺陷，生产出的钛带卷表面抗裂纹防腐效果不明显，效率低，实用性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛带卷真空退火处理工艺，具体处理工艺步骤如下：
步骤一：将钛锭和边角废料投入熔钛炉中将固态的钛锭转化为液态的钛水，对钛水进行静置保温；
步骤二：经静置保温后的钛水通过管道流入铸轧机，在流入的同时由循环水进行冷却，从铸轧机连续铸轧后卷曲即得到钛带卷；
步骤三：将步骤二获取钛带卷采用喷丸酸洗去除热卷表面氧化皮，清洗后采用工业热风机进行迅速干燥；
步骤四：在步骤三基础上利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层；
步骤五：将钛带卷放入退火炉，用惰性气体对退火炉内进行吹扫，以彻底置换炉内气氛，以55～170℃/小时的加热速度将钛带卷加热到400～450℃并保温22～24小时；
步骤六：将退火炉内抽真空至真空度10～4Pa；排除空气，在空气排除的过程中用氩气置换，并通过风机进行强制循环，使温度均匀冷却至120～150℃，冷却速度为 5℃/h；
步骤七：退火炉内真空排气至“3～5”×10-2Pa 后以 5～10℃/min 的速率降温至室温取出钛带卷。
进一步地，所述步骤四中配制电解液为常用Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3和Na3PO4 中的一种。
进一步地，所述步骤三中钢丸粒度0.20～0.40mm，钢丸硬度:50～55HV，投射速度：55～70m/s，投射密度：75～95kg/m2,酸洗除磷，使用15%～25%的硝酸和4%～8%的氢氟酸混合液对热轧钛卷进行酸洗除磷，控制酸洗温度为80～85℃，钛带运行速度为 2.4～5.0m∕min。
进一步地，所述步骤八中碱洗后进入空气炉燃气加热炉中进行烘干，炉温控制在200℃以下，一般采用 180℃进行烘干工艺。
进一步地，所述步骤一种静置保温时间为16-20min。
进一步地，所述在步骤七的基础上将钛带卷酸洗后进入轧机轧制，轧制成品后，进行碱洗氢氧化钠水熔液去除表面油污。
进一步地，所述步骤六中抽真空后继续加热至600～650℃，保温5～6h, 加热速度为 15～17℃/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）该钛带卷处理工艺使成品表面光洁、平滑，呈金属本色。无氧化皮，退火的钛带卷可经酸洗供货，无需进行喷砂或磨光等处理，仅少量成品表面存在轻微的发暗和局部的水迹，仅少量成品有局部的不超过厚度公差之半的划伤、压迹、凹坑、斑点和打磨痕迹等缺陷，成品表面无裂纹、起皮、氧化皮、压折、金属与非金属夹杂等宏观缺陷及经过碱、酸洗的痕迹。
（2）应用本发明的真空感应退火方法，可实现钛带卷加热温度的准确控制；多工位操作，可分别进行加热和降温，设备利用率高，大幅度提高退火效率。加热方式改变，由外热改善为自身发热，加热效率得到大大提高。
（3）利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层，有效起到防裂纹的作用，提高其整体强度并且具有良好的耐热性及抗腐蚀性，这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景。
（4）该钛带卷处理工艺稳定可靠，设备简单，操作方便，实用性强，适合广泛推广使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种钛带卷真空退火处理工艺，具体处理工艺步骤如下：
步骤一：将钛锭和边角废料投入熔钛炉中将固态的钛锭转化为液态的钛水，对钛水进行静置保温；
步骤二：经静置保温后的钛水通过管道流入铸轧机，在流入的同时由循环水进行冷却，从铸轧机连续铸轧后卷曲即得到钛带卷；
步骤三：将步骤二获取钛带卷采用喷丸酸洗去除热卷表面氧化皮，清洗后采用工业热风机进行迅速干燥；
步骤四：在步骤三基础上利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层；
步骤五：将钛带卷放入退火炉，用惰性气体对退火炉内进行吹扫，以彻底置换炉内气氛，以55～170℃/小时的加热速度将钛带卷加热到400～450℃并保温22～24小时；
步骤六：将退火炉内抽真空至真空度10～4Pa；排除空气，在空气排除的过程中用氩气置换，并通过风机进行强制循环，使温度均匀冷却至120～150℃，冷却速度为 5℃/h；
步骤七：退火炉内真空排气至“3～5”×10-2Pa 后以 5～10℃/min 的速率降温至室温取出钛带卷。
其中，所述步骤四中配制电解液为常用Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3和Na3PO4 中的一种。
其中，所述步骤三中钢丸粒度0.20～0.40mm，钢丸硬度:50～55HV，投射速度：55～70m/s，投射密度：75～95kg/m2,酸洗除磷，使用15%～25%的硝酸和4%～8%的氢氟酸混合液对热轧钛卷进行酸洗除磷，控制酸洗温度为80～85℃，钛带运行速度为 2.4～5.0m∕min。
其中，所述步骤八中碱洗后进入空气炉燃气加热炉中进行烘干，炉温控制在200℃以下，一般采用 180℃进行烘干工艺。
其中，所述步骤一种静置保温时间为16-20min。
其中，将钛带卷酸洗后进入轧机轧制，轧制成品后，进行碱洗氢氧化钠水熔液去除表面油污。
其中，所述步骤六中抽真空后继续加热至600～650℃，保温5～6h, 加热速度为15～17℃/h。
实施例2
一种钛带卷真空退火处理工艺，具体处理工艺步骤如下：
步骤一：将钛锭和边角废料投入熔钛炉中将固态的钛锭转化为液态的钛水，对钛水进行静置保温；
步骤二：经静置保温后的钛水通过管道流入铸轧机，在流入的同时由循环水进行冷却，从铸轧机连续铸轧后卷曲即得到钛带卷；
步骤三：将步骤二获取钛带卷采用喷丸酸洗去除热卷表面氧化皮，清洗后采用工业热风机进行迅速干燥；
步骤四：在步骤三基础上利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层；
步骤五：将钛带卷放入退火炉，用惰性气体对退火炉内进行吹扫，以彻底置换炉内气氛，以55～170℃/小时的加热速度将钛带卷加热到400～450℃并保温22～24小时；
步骤六：将退火炉内抽真空至真空度10～4Pa；排除空气，在空气排除的过程中用氖气置换，并通过风机进行强制循环，使温度均匀冷却至120～150℃，冷却速度为 5℃/h；
步骤七：退火炉内真空排气至“3～5”×10-2Pa 后以 5～10℃/min 的速率降温至室温取出钛带卷。
其中，所述步骤四中配制电解液为常用Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3和Na3PO4 中的一种。
其中，所述步骤三中钢丸粒度0.20～0.40mm，钢丸硬度:50～55HV，投射速度：55～70m/s，投射密度：75～95kg/m2,酸洗除磷，使用15%～25%的硝酸和4%～8%的氢氟酸混合液对热轧钛卷进行酸洗除磷，控制酸洗温度为80～85℃，钛带运行速度为 2.4～5.0m∕min。
其中，所述步骤八中碱洗后进入空气炉燃气加热炉中进行烘干，炉温控制在200℃以下，一般采用 180℃进行烘干工艺。
其中，所述步骤一种静置保温时间为16-20min。
其中，将钛带卷酸洗后进入轧机轧制，轧制成品后，进行碱洗氢氧化钠水熔液去除表面油污。
其中，所述步骤六中抽真空后继续加热至600～650℃，保温5～6h, 加热速度为15～17℃/h。
本发明工作时：该钛带卷处理工艺使成品表面光洁、平滑，呈金属本色。无氧化皮，退火的钛带卷可经酸洗供货，无需进行喷砂或磨光等处理，仅少量成品表面存在轻微的发暗和局部的水迹，仅少量成品有局部的不超过厚度公差之半的划伤、压迹、凹坑、斑点和打磨痕迹等缺陷，成品表面无裂纹、起皮、氧化皮、压折、金属与非金属夹杂等宏观缺陷及经过碱、酸洗的痕迹；应用本发明的真空感应退火方法，可实现钛带卷加热温度的准确控制；多工位操作，可分别进行加热和降温，设备利用率高，大幅度提高退火效率。加热方式改变，由外热改善为自身发热，加热效率得到大大提高；利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层，有效起到防裂纹的作用，提高其整体强度并且具有良好的耐热性及抗腐蚀性，这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景；该钛带卷处理工艺稳定可靠，设备简单，操作方便，实用性强，适合广泛推广使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于，具体处理工艺步骤如下：
步骤一：将钛锭和边角废料投入熔钛炉中将固态的钛锭转化为液态的钛水，对钛水进行静置保温；
步骤二：经静置保温后的钛水通过管道流入铸轧机，在流入的同时由循环水进行冷却，从铸轧机连续铸轧后卷曲即得到钛带卷；
步骤三：将步骤二获取钛带卷采用喷丸酸洗去除热卷表面氧化皮，清洗后采用工业热风机进行迅速干燥；
步骤四：在步骤三基础上利用微弧氧化技术在配制电解液中产生弧光放电，在清洗干燥的钛带卷金属表面通过原位生长，获得陶瓷涂层；
步骤五：将钛带卷放入退火炉，用惰性气体对退火炉内进行吹扫，以彻底置换炉内气氛，以55～170℃/小时的加热速度将钛带卷加热到400～450℃并保温22～24小时；
步骤六：将退火炉内抽真空至真空度10～4Pa；排除空气，在空气排除的过程中用氩气置换，并通过风机进行强制循环，使温度均匀冷却至120～150℃，冷却速度为 5℃/h；
步骤七：退火炉内真空排气至“3～5”×10-2Pa 后以 5～10℃/min 的速率降温至室温取出钛带卷。
2.根据权利要求1所述的一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于：所述步骤四中配制电解液为常用Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3和Na3PO4 中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于：所述步骤三中钢丸粒度0.20～0.40mm，钢丸硬度:50～55HV，投射速度：55～70m/s，投射密度：75～95kg/m2,酸洗除磷，使用15%～25%的硝酸和4%～8%的氢氟酸混合液对热轧钛卷进行酸洗除磷，控制酸洗温度为80～85℃，钛带运行速度为 2.4～5.0m∕min。
4.根据权利要求1所述的一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于：所述步骤八中碱洗后进入空气炉燃气加热炉中进行烘干，炉温控制在200℃以下，一般采用 180℃进行烘干工艺。
5.根据权利要求1所述的一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于：所述步骤一种静置保温时间为16-20min。
6.根据权利要求1所述的一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于：所述在步骤七的基础上将钛带卷酸洗后进入轧机轧制，轧制成品后，进行碱洗氢氧化钠水熔液去除表面油污。
7.根据权利要求1所述的一种钛带卷真空退火处理工艺，其特征在于：所述步骤六中抽真空后继续加热至600～650℃，保温5～6h, 加热速度为 15～17℃/h。
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