[发明专利]一种纯锆宽幅薄板的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于锆板材加工技术领域，具体涉及一种纯锆宽幅薄板的加工方法。

背景技术

纯锆有比不锈钢、镍基合金、钛及钛合金更优异的耐腐蚀性能，力学性能和工艺性能多用作耐腐蚀的化工设备，尤其是醋酸、农药、塑料等行业用反应器、热交换器、泵、阀、管道等。工业用锆材市场受益于我国化工业的飞速发展呈现出了升温趋势，锆材的需求量越来越大，我国每年民用锆材(锆铪不分离的锆材)约500吨。

工业纯锆的复合材料的应用可节约锆的用量并大幅度降低成本。无论大型容器还是管道都可以采用内衬锆、外层用钢或其他材料的复合材料来制造。锆-钢复合材料在化工耐蚀设备上的应用已日趋广泛。但采用宽度较小的锆板材制造大型设备时往往需要大量的焊接，焊接不仅过程复杂，且焊接过程中由于焊缝区域组织性能不稳定，焊缝常是易腐蚀源、断裂源，极大的影响了设备的安全性和使用寿命，而宽度大于1000mm的宽幅薄板的应用，可以有效减少焊缝，提高装备的安全性和使用寿命，从而大大延长设备使用寿命，进而降低维修费用并大幅缩短停产时问，同时也缩短了设备的制造周期，降低了生产成本。目前，国内的纯锆薄板宽度一般小于1000mm，对于宽幅纯锆薄板没有成熟的技术和稳定的生产工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种纯锆宽幅薄板的加工方法，该方法采用热轧机和大型冷轧机对纯锆板坯进行大变形轧制，通过两次热轧工艺减小板材的各向异性，一次冷轧工艺使板材的组织进一步细化，最终得到表面质量良好、板形平整、组织均匀、横纵向力学性能均匀、各向异性小的纯锆宽幅薄板。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将厚度为100mm～200mm，宽度为800mm～1000mm的纯锆板坯置于温度为740℃～800℃的加热炉中保温80min～160min，然后送入热轧机中进行第一轧制，得到第一半成品板坯；所述第一轧制为单向轧制，所述第一轧制的总变形量为75％～85％；

步骤二、将步骤一中所述第一半成品板坯剪切后置于温度为700℃～760℃的加热炉中保温10min～40min，然后送入热轧机中进行第二轧制，得到厚度为4mm～6mm，宽度为1000mm～1600mm的第二半成品板坯；所述第二轧制的轧制方向与步骤一中所述第一轧制的轧制方向相垂直，所述第二轧制的总变形量为75％～85％；

步骤三、将步骤二中所述第二半成品板坯剪切后置于温度为600℃～700℃的加热炉中保温30min～60min进行中间退火处理，得到第三半成品板坯；

步骤四、对步骤三中所述第三半成品板坯进行抛丸处理和喷淋式酸洗处理，去除板坯表面氧化皮后得到第四半成品板坯；

步骤五、将步骤四中所述第四半成品板坯送入大型冷轧机中进行1～3个轧程的冷轧，得到第五半成品板坯；所述冷轧的轧程变形量为20％～60％，道次变形量为2％～10％，轧制速率为0.2m/s～1m/s；所述冷轧的轧制方向与步骤二中所述第二轧制的轧制方向相平行；当对所述第四半成品板坯进行2或3个轧程的冷轧时，在相邻两个轧程的冷轧之间对第四半成品板坯进行中间真空退火处理；

步骤六、对步骤五中所述的第五半成品板坯依次进行除油处理、成品真空退火处理和校平处理，得到厚度为0.4mm～4mm，宽度为1000mm～1600mm的纯锆宽幅薄板。

上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤一中所述纯锆板坯的牌号为Zr-1(R60700)或Zr-3(R60702)。

上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤一中所述第一轧制的道次变形量为10％～30％。

上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤二中所述第二轧制的道次变形量为10％～30％。

上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤四中所述抛丸处理的具体过程为：将所述第三半成品板坯置于抛丸机中，采用直径为0.5mm～0.8mm的耐磨钢球以75m/s～95m/s的速度抛射至第三半成品板坯表面。

上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤四中所述喷淋式酸洗处理采用的酸洗剂为HNO₃和HF的混合溶液，所述混合溶液中HNO₃的质量浓度为10％～20％，HF的质量浓度为1％～3％。