專利名稱：冷軋鈦帶卷退火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦金屬生產(chǎn)方法，更具體地，涉及一種冷軋鈦帶卷的退火方法。
背景技術(shù)：
冷軋鈦帶主要是以鈦帶卷的形式包裝出售，一卷鈦帶卷通常達(dá)到數(shù)百米，甚至 上千米。鈦帶生產(chǎn)工藝的最后一步是退火。目前鈦帶卷的退火是采用真空整卷退火法， 此法為間斷式不連續(xù)生產(chǎn)，由于鈦整卷較厚，退火時卷內(nèi)外受熱不均，使得卷材內(nèi)外圈 晶粒度不一，內(nèi)外圈性能不均，且整個工藝所需退火時間較長，工作效率低下。薄鈦帶的一個重要應(yīng)用是用于板式換熱器，該應(yīng)用要求盡可能小的晶粒度，換 熱器廠家希望能夠使用晶粒度IOym的鈦帶。但是現(xiàn)有技術(shù)尚未達(dá)到此項指標(biāo)。例如， 村岡一雄等在《工藝純鈦的冷軋生產(chǎn)技術(shù)》(有色金屬加工，1996年第6期，總第138 期，第30-37頁)中公開一種鈦帶材處理方法，其將帶厚3-6mm的厚鈦材在600-650°C 真空保溫時間5-10小時。根據(jù)該方法獲得的鈦帶的晶粒度在50 μ m左右，達(dá)不到期望程 度。為滿足這一要求也需要我們提出新的退火工藝。因此，本領(lǐng)域需要新的鈦帶材的制造技術(shù)，以獲得晶粒不高于ΙΟμιη左右的鈦 帶材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鈦帶卷的退火方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的鈦帶晶粒 過大和退火效率低下的缺陷。根據(jù)本發(fā)明提供的冷軋鈦帶的退火方法，在鈦帶生產(chǎn)的最后一步退火環(huán)節(jié)，將 展開的鈦帶在惰性氣氛的保護(hù)下在680-750°C下保溫150-250秒。該退火方法效率高，而 且可以獲得不大于10 μ m的鈦帶晶粒。進(jìn)一步地，由馬弗罐形成保溫區(qū)。進(jìn)一步地，馬弗罐上具有供鈦帶進(jìn)出的狹縫，并且在狹縫的周圍設(shè)置有耐高溫 毛氈。進(jìn)一步地，將經(jīng)過保溫區(qū)處理后的鈦帶進(jìn)一步輸送到惰性氣體冷卻區(qū)，進(jìn)行冷 卻。進(jìn)一步地，在惰性氣體冷卻區(qū)，直接將冷的惰性氣體吹到鈦帶上實現(xiàn)鈦帶的冷 卻。根據(jù)本發(fā)明提供的退火方法，在保溫區(qū)和/或惰性氣體冷卻區(qū)對鈦帶施加15 30N/mm2的張力。進(jìn)一步地，通過在保溫區(qū)和/或惰性氣體冷卻區(qū)設(shè)置張力輥，延鈦帶的長度方 向向鈦帶施加張力。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的退火方法采用的鈦帶厚度為0.3-1.5mm。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種冷軋鈦帶，該冷軋鈦帶經(jīng)過本發(fā)明提供的退火 方法制備而成。優(yōu)選地，由該退火方法處理過的冷軋鈦帶的晶粒度小于10 μ m。根據(jù)本發(fā)明提供的冷軋鈦帶退火方法，僅需要將鈦帶在680-750°C的保溫區(qū)保溫 一段時間即可完成退火工藝，省略了現(xiàn)有退火方法中的預(yù)熱等工藝，縮短了退火時間， 提高了退火效率，并且，由該退火方法處理制得的冷軋鈦帶，其晶粒度小于ΙΟμιη，解 決了現(xiàn)有退火工藝制得的鈦帶晶粒度過大的技術(shù)問題。


圖1是實施例1所得鈦帶的放大200倍的金相照片；圖2是實施例2所得鈦帶的放大200倍的金相照片；圖3是從對比例所得鈦卷的外圈取樣的放大100倍的金相照片；圖4是從對比例所得鈦卷的內(nèi)圈取樣的放大100倍的金相照片。
具體實施例方式下面將對本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是示例性的，旨在對所要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步的 說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員通常理解的相同含義。本發(fā)明提供的退火方法，是將厚度為0.3-1.5mm的鈦帶卷展開后在680-750°C下 和惰性氣氛中保溫150-250秒是實現(xiàn)的，該退火方法取得了意料不到的技術(shù)效果。本發(fā)明提供的具體實施例所采用的鈦帶厚度皆在0.3-1.5mm之間，但是容易理 解，厚度在2.5mm以下的鈦帶很可能也適用本發(fā)明的方法。本發(fā)明優(yōu)選厚度不超過Imm 的鈦帶。在本發(fā)明提供的退火方法中，需要對溫度和保溫時間嚴(yán)格把握，溫度過高或時 間過長，晶粒會變得過大，材料的強(qiáng)度和延伸率相應(yīng)降低。如果加熱溫度過低，保溫時 間過短，材料的強(qiáng)度會高，軋制的纖維組織還沒有能完全的再結(jié)晶，不能形成細(xì)小的等 軸晶，也不能滿足用戶要求。在具體實踐中，可以在上述范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溫度和保溫時間。一般而言，如果溫度 取較高的值，則保溫時間可以相應(yīng)短一些；如果溫度取較低的值，則保溫時間可以相應(yīng)
長一些?？捎糜诒景l(fā)明的惰性氣體包括但不限于為氬氣、氦氣等。為實現(xiàn)退火，將展開的鈦帶連續(xù)通過一個具有設(shè)定溫度的保溫裝置。該保溫階 段可以是一個帶爐膽的加熱裝置，例如馬弗罐。罐的兩端具有供鈦帶進(jìn)出的狹縫。馬 弗罐中填充惰性氣體。為防止惰性氣體逸出，可以在兩端內(nèi)側(cè)的狹縫處設(shè)置耐高溫的毛 氈，實現(xiàn)所謂軟封閉，即軟毛氈接觸鈦帶的上下表面，又不至于阻擋鈦帶的移動。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，鈦帶從上述保溫區(qū)段出來后，需要繼續(xù)在惰性氣氛 中保持一段時間，以使帶材的溫度降低至100°c以下，然后再在空氣中冷卻。在另一種實 施方式中，該冷卻是在另一段相對封閉的空間中進(jìn)行，將冷的惰性氣體吹到鈦帶上實現(xiàn) 冷卻，惰性氣體通過熱交換器換熱后循環(huán)利用。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，在退火過程中，延長度方向?qū)︹亷┘右欢?的張力，該張力可以通過設(shè)在退火區(qū)段(包括馬弗罐和惰性氣體冷卻區(qū))前后的兩個張力 輥來施加。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)膹埩梢詼p小邊浪和中浪，起到一定的熱矯直作用。在 本發(fā)明的溫度范圍內(nèi)，張力的范圍適宜在15 30N/mm2的范圍內(nèi)。如果張力過大，超 過鈦帶在高溫下的屈服強(qiáng)度，則容易造成斷帶，過小則改善的效果有限。下面以一個典型實施例來例舉說明本發(fā)明的具體實施方式
，本發(fā)明的保護(hù)范圍 并不局限于本實施例。實施例1將寬lm、厚度Imm的鈦帶用開卷機(jī)展開，用對接焊機(jī)焊接成首尾相接的連續(xù) 體，然后連續(xù)地引入溫度為700-720°C的充滿氬氣的馬弗罐，調(diào)整張力輥，使施加在鈦帶 上的張力為8 ΙΟΝ/mm2;鈦帶經(jīng)過馬弗罐的時間為180-220秒，從馬弗罐出來后經(jīng)過 約3米長的惰性氣體冷卻區(qū)，然后在空氣中自然冷卻，最后由卷曲裝置卷起。圖1所得鈦帶的放大200倍的金相照片，按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測定，通過金 相顯微鏡自帶的軟件計算得到鈦卷的晶粒度在9.2 μ m。對比例將寬lm、厚度Imm的鈦帶卷成直徑內(nèi)徑為610mm，外徑為1300mm的鈦卷，
將用打包帶捆扎好的鈦卷裝進(jìn)真空爐中，裝爐完成后，關(guān)閉爐門，開始抽真空，真空度 達(dá)到要求后，以一定的速度進(jìn)行加熱，加熱到低溫平臺進(jìn)行保溫，保溫1 2小時，保溫 結(jié)束后再以一定的速度升溫，升溫到600-650°C，保溫5-10小時，保溫結(jié)束后關(guān)閉加熱 系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。整個退火過程要幾十個小時才能完成。圖3是從對比例所得鈦卷的外圈取樣的鈦帶在放大100倍下的金相照片，圖4是 從對比例所得鈦的內(nèi)圈取樣的鈦帶在放大100倍的金相照片。通過檢測、計算得到其晶 粒度超過100 μ m，而且內(nèi)圈和外圈的晶粒度相差較大，在20 30 μ m左右。實施例2進(jìn)行與實施例1基本相同的操作，不同之處在于，張力輥施加的張力為18.89 20.20N/mm2。圖2是所得樣品的放大200的金相照片。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測定，通過 金相顯微鏡自帶的軟件計算得到鈦卷的晶粒度在9.2 μ m。將實施例1和2所得樣品的外觀作比較，實施例2所得鈦卷的板形明顯改善，邊 浪的高度減小，基本不需要進(jìn)行拉矯就可以直接作為成品交貨，而實施例1的樣品的邊 浪仍然存在，需要進(jìn)行再次拉矯或者平整才能交貨，增加了一道工序。另外，采用根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)退火方法，退火IOOOm長重3.5t的鈦卷只需要3小 時小時左右，根據(jù)設(shè)備的能力，還可以將退火時間降到更短。而采用真空退火法，退火 IOOOm長的鈦卷則至少需要幾十個小時。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況 下，對具體實施方式
進(jìn)行改變或修改，這些改變或修改仍然在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。并 且，本申請引出的出版物的披露內(nèi)容也以引用形式全部并入本文中，以作為參考。
權(quán)利要求
1.一種冷軋鈦帶卷的退火方法，其特征在于，將所述冷軋鈦帶卷展開，并將展開的 鈦帶連續(xù)通過一個溫度為680-750°C并有惰性氣氛保護(hù)的保溫區(qū)，保溫時間為150-250秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述保溫區(qū)由馬弗罐形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的退火方法，其特征在于，所述馬弗罐上具有供所述鈦帶進(jìn)出 的狹縫，并且在所述狹縫周圍設(shè)置有耐高溫毛氈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的退火方法，其特征在于，將經(jīng)過所述保溫區(qū)處理 后的鈦帶進(jìn)一步在惰性氣體冷卻區(qū)冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的退火方法，其特征在于，在所述惰性氣體冷卻區(qū)將冷的惰性 氣體直接吹到鈦帶上實現(xiàn)冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火方法，其特征在于，在所述保溫區(qū)和/或惰性氣體冷卻 區(qū)對所述鈦帶施加15 30N/mm2的張力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的退火方法，其特征在于，通過在所述保溫區(qū)和/或惰性氣體 冷卻區(qū)設(shè)置張力輥，延所述鈦帶的長度方向向所述鈦帶施加張力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述鈦帶的厚度為0.3-1.5mm。
9.一種冷軋鈦帶，其特征在于，所述冷軋鈦帶經(jīng)過權(quán)利要求1-8中任一項所述的退火 方法制備而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷軋鈦帶，其特征在于，所述冷軋鈦帶的晶粒度小于 10 μ m。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種冷軋鈦帶卷的退火方法，其中，作為鈦帶生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，將展開的鈦帶連續(xù)通過一個溫度為680-750℃并有惰性氣氛保護(hù)的保溫區(qū)，保溫時間為150-250秒。采用本發(fā)明的方法，省略了現(xiàn)有退火方法中的預(yù)熱等工藝，縮短了退火時間，提高了退火效率；并且，由該退火方法處理制得的冷軋鈦帶，其晶粒度小于10μm，解決了現(xiàn)有退火工藝制得的鈦帶晶粒度過大的技術(shù)問題。
文檔編號C22F1/18GK102021509SQ20101061721
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉建東, 向午淵, 覃靜麗, 謝建意, 謝欣 申請人:湖南湘投金天鈦金屬有限公司