CN111872115B - 一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,具体为:步骤一、按照比例加入脱盐水和非离子稳态型轧制润滑剂,制备浓度为0.6‑1.0%的乳化液;步骤二、在温度为40‑50℃下,将步骤一中的乳化液在***中循环5‑10小时;步骤三、采用四辊压机将厚度为3.00‑4.00mm的厚钛带多次轧制至厚度为1.00‑1.50mm,轧制过程中喷射乳化液,得表面具有乳化液的钛带卷,备用;步骤四、采用脱脂线除去步骤三中钛带卷表面的乳化液,获得粗糙度≥1.200μm的高粗糙度冷轧钛带卷。本发明通过控制乳化液参数、轧制变形量参数,采用低粗糙度轧辊即可稳定获得1.2um以上粗糙度钛带卷,具有操作简单、生产效率高、成本低优点。
Description
技术领域
本发明属于有色金属加工领域技术领域,主要涉及一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法。
背景技术
冷轧钛带卷具有密度小、比强度高、耐腐蚀、成型及焊接工艺性能好等优点,广泛应用于石油、化工、海水淡化、核电等领域。与不锈钢相比,钛材变形抗力大,轧制回弹性大,加工硬化显著,因此冷轧时轧制力大,轧辊与钛卷表面摩擦力大,道次变形量较小,使得冷轧钛带卷制备较为困难。为提高轧制效率,工业化生产中多采用低粗糙度工作辊进行轧制,获得钛卷表面粗糙度一般≤0.600um,但在某些领域,为了得到更好加工成型、电化学性能或使用效果,希望获得较高表面粗糙度。例如,储能电池用钛极板希望获得1.200um以上粗糙度,以提高电池性能;板式换热器冲压用钛板,希望获得较高表面粗糙度,达到冲压时储油润滑,提高冲压性能目的;建筑装饰用钛板提高粗糙度,获得亚光面,可以减少反光,起到避免光照污染效果等;另一方面提高冷轧钛带卷表面粗糙度,有利于降低罩式退火粘结缺陷,提高表面质量。为了获得高的表面粗糙度,现有技术一般采用表面喷砂工艺方法,但喷砂后存在较大表面内应力,板形恶化,同时喷砂生产效率低,粉尘污染严重,生产成本高,且表面存在砂粒污染;或通过轧辊表面激光毛化后,获得高粗糙度表面轧辊,然后通过轧制转印的方法提高钛带卷粗糙度,但提高轧辊粗糙度后,轧辊与钛带摩擦力大幅增加,不仅导致轧制压下困难,同时容易掉料产生表面压坑等缺陷,而且轧辊粗糙度衰减较快。因此,非常有必要开发新工艺,实现高效、低成本获得高粗糙度冷轧钛带卷稳定生产。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,通过控制乳化液参数、轧制变形量等工艺参数,无需轧辊激光毛化或钛带卷喷砂处理,采用低粗糙度轧辊即可稳定获得1.2um以上粗糙度钛带卷,具有操作简单、生产效率高、成本低优点。
本发明通过以下技术方案来实现:一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,具体步骤如下:
步骤一、按照0.6-1:100的比例加入非离子稳态型轧制润滑剂和脱盐水,制备浓度为0.6-1.0%的乳化液;
步骤二、在温度为40-50℃下,将步骤一中的乳化液在冷轧机牌坊乳化液管路循环***中循环5-10小时;
步骤三、采用四辊压机将厚度为3.00-4.00mm的厚钛带多次轧制至厚度为1.00-1.50mm,轧制过程中喷射乳化液,得表面具有乳化液的钛带卷,备用;
步骤四、采用脱脂线除去步骤三中钛带卷表面的乳化液,获得粗糙度≥1.200μm的高粗糙度冷轧钛带卷。
进一步优化,所述步骤一中乳化液稳定指数为0.45-0.80,运动粘度≥40mm2/s。
进一步优化,所述步骤三中轧制后的钛带卷的总变形量≥60%,道次变形量≤25%。
进一步优化,所述步骤三中轧辊粗糙度为0.300-0.500μm。
进一步优化,所述步骤三中乳化液的喷射流量为15-25 L/min。
进一步优化,所述步骤三中四辊压机的型号为1450。
本发明的有益效果在于:
1、采用低粗糙度轧辊,有效解决了激光毛化轧辊生产的高粗糙度钛带卷压坑较多的问题,生产的钛带卷表面质量较好,无新增压坑;
2、通过调节乳化液及轧制工艺参数可实现钛带卷粗糙度在1.200~1.700μm范围内调节,在提高冷轧钛带卷冲压性能、获得亚光表面、避免罩式退火粘结等缺陷均具有显著改善作用;
3、在现装备基础上,通过调整乳化液及轧制工艺参数,即可实现高粗糙度冷轧钛带卷批量化稳定生产,操作简单方便;
综上所述,本发明根据冷轧钛带卷生产工艺特性,通过改变乳化液及轧制工艺参数,获得了高粗糙度冷轧钛带卷。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,具体为:将非离子型稳态轧制润滑剂和脱盐水按0.6:100的比例配制浓度为0.6%的乳化液,乳化液的运动粘度为45mm2/s,稳定指数ESI为0.70,先将乳化液在1450冷轧机牌坊乳化液管路循环***内循环10小时,循环时温度为50℃,采用1450四辊冷轧机将钛带卷厚度由4.00mm轧至1.50mm,总变形量62.50%,轧辊粗糙度0.500μm,轧制同时进行乳化液喷射,乳化液喷射量为15L/min,轧制参数表如表1所示,对钛带卷进行脱脂并测量粗糙度如表2所示,钛带卷粗糙度为1.500 -1.670μm。
表1 实施例1轧制参数表
表2 实施例1钛带卷表面粗糙度
实施例2
一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,具体为:将非离子型稳态轧制润滑剂和脱盐水按1:100的比例配制浓度为1.0%的乳化液,乳化液的运动粘度为45mm2/s,乳化液稳定指数ESI为0.75;先将乳化液在1450冷轧机牌坊乳化液管路循环***内循环5小时,循环时温度为40℃,采用1450四辊冷轧机将钛带卷厚度由3.00mm轧至1.00mm,总变形量66.67%,轧辊粗糙度0.400μm,轧制同时进行乳化液喷射,乳化液喷射量为20L/min,轧制参数表如表3所示,对钛带卷进行脱脂并测量粗糙度如表4所示,粗糙度为1.200-1.350μm。
表3 实施例2轧制参数表
表4 实施例2钛带卷表面粗糙度
实施例3
一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,具体为:将非离子型稳态轧制润滑剂和脱盐水按0.9:100的比例配制浓度0.9%的乳化液,乳化液运动粘度为45mm2/s,乳化液稳定指数ESI为0.65;先将乳化液在1450冷轧机牌坊乳化液管路循环***内循环10小时,循环时温度为45℃,采用1450四辊冷轧机将钛带卷厚度由3.50mm轧至1.20mm,总变形量65.71%,轧辊粗糙度0.300μm,轧制同时进行乳化液喷射,乳化液喷射量为15L/min,轧制参数表如表5所示,对钛带卷进行脱脂、退火,并测量粗糙度如表6所示,粗糙度范围1.230-1.417μm。
表5 实施例3轧制参数表
表6 实施例3钛带卷表面粗糙度
对比例1
将阳离子非稳态型轧制润滑剂和脱盐水按0.6:100的比例配制浓度0.6%的乳化液,乳化液运动粘度为24.35mm2/s,乳化液稳定指数ESI为0.30,乳化液在1450冷轧机牌坊乳化液管路循环***循环2小时,循环时温度为35℃,乳化液喷射量为10L/min,轧辊粗糙度0.500μm,采用与实施例1相同的轧制参数将钛带卷厚度由4.00mm轧至1.50mm,总变形量62.50%,脱脂后测量粗糙度如表7所示,粗糙度为0.38-0.550μm,未达到粗糙度1.200μm的要求,且钛卷表面有不均匀乳化液色斑。
表7对比例1钛带卷表面粗糙度
实施例1与对比例1轧制参数一致,然而实施例1钛带卷表面粗糙度达到1.500μm以上,而对比例1钛带卷表面粗糙度最高达到0.550μm,这是由于实施例1乳化液运动粘度大,钛带卷表面塑性粗糙化明显导致粗糙度升高,另一方面乳化液稳定指数ESI高,乳化液中钛粉不易析出,且均匀分散,增加了摩擦系数,提升了钛带卷表面粗糙度。对比例1钛带卷表面出现不均匀乳化液色斑,这是由于乳化液循环时间短,温度低,轧制过程乳化液在钛带卷表面流动性较差以致形成不均匀乳化液色斑。
对比例2
将阳离子非稳态型轧制润滑剂和脱盐水按1:100的比例配制浓度1.0%的乳化液,乳化液运动粘度为24.35mm2/s,乳化液稳定指数ESI为0.30,先将乳化液在1450冷轧机牌坊乳化液管路循环***内循环5小时,循环时温度为至35℃,乳化液喷射量为30L/min,采用1450四辊冷轧机将钛带卷厚度由3.00mm轧至1.00mm,总变形量66.67%,轧辊粗糙度0.400μm,轧制参数与实施例2相同,脱脂后得到粗糙度0.300-0.435μm的冷轧钛带卷,如表8所示,钛卷退火后采用粗糙度为6.0μm的激光毛化辊对钛卷进行毛化平整,激光毛化辊直径380mm,平整力400吨,乳化液喷射量30L/min,压下量0.005mm;毛化1道次,得到粗糙度1.005-1.266μm的钛带卷,如表9所示。
表8 对比例2脱脂后钛带卷表面粗糙度
表9对比例2毛化辊平整后钛带卷表面粗糙度
对比例2由于采用了高粗糙度激光毛化辊平整工艺,钛带卷粗糙度较毛化平整前大幅度提高,达到1.005μm以上,然而钛带卷表面沿长度方向出现周期1.2m压坑,钛卷表面良品率仅为50%。与对比例2相比,实施例2生产的钛带卷无新增压坑,且生产周期短,成本低,生产的钛带卷表面粗糙度高且钛卷表面良品率高。
对比例3
将非离子型稳态轧制润滑剂和脱盐水按0.9:100的比例配制浓度0.9%的乳化液,乳化液运动粘度为45mm2/s,乳化液稳定指数ESI为0.65;先将乳化液在1450冷轧机牌坊乳化液管路循环***内循环10小时,循环时温度为45℃。采用1450四辊冷轧机将钛带卷厚度由2.00mm轧至1.20mm,总变形量40%,轧制参数表如表10所示,对钛卷进行脱脂并测量粗糙度如表11所示,粗糙度范围0.467μm~0.652μm。
表10 对比例3轧制参数表
表11对比例3钛带卷表面粗糙度
实施例3生产的钛带卷粗糙度较对比例3高,这是由于实施例3总变形量较大,钛带卷表面塑性粗糙化明显而对比例3由于总变形量小,仅为40%,钛带卷表面塑性粗糙度效果不显著导致粗糙度较低,不满足要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一、按照 0.6-1:100的比例加入非离子稳态型轧制润滑剂和脱盐水,制备浓度为0.6-1.0%的乳化液,所述乳化液稳定指数为0.45-0.80,运动粘度≥40mm2/s;
步骤二、在温度为40-50℃下,将步骤一中的乳化液在冷轧机牌坊乳化液管路循环***中循环5-10小时;
步骤三、采用四辊压机将厚度为3.00-4.00mm的厚钛带多次轧制至厚度为1.00-1.50mm,轧制后的钛带卷的总变形量≥60%,道次变形量≤25%,轧制过程中喷射步骤二中的乳化液,得表面具有乳化液的钛带卷,备用;
步骤四、采用脱脂线除去步骤三中钛带卷表面的乳化液,获得粗糙度≥1.200μm的高粗糙度冷轧钛带卷。
2.根据权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,其特征在于,所述步骤三中轧辊粗糙度为0.300-0.500μm。
3.根据权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,其特征在于,所述步骤三中乳化液的喷射流量为15-25 L/min。
4.根据权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷表面粗糙度的工艺方法,其特征在于,所述步骤三中四辊压机的型号为1450。
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