[发明专利]TC4钛合金带材连续轧制固溶处理工艺

说明书

提供一种TC4钛合金带材连续轧制固溶处理工艺，采用轧制前加热‑开坯轧制‑双炉卷轧机卷收轧制‑加热与保温‑固溶处理‑矫直‑箱卷收卷工艺步骤完成6～10吨位180mm厚至6～15mm目标厚度TC4(Ti‑6AI‑4V)钛合金带材的连续热轧以及连续无裁切固溶卷取生产，可满足大吨位卷材的连续轧制、以及连续固溶热处理生产需求；较块式轧制生产效率提升至560％以上，轧制后带材表面质量好；厚度偏差小；金相组织均匀；成品率高；满足航空航天成品卷材的力学性能需求。

技术领域

本发明属化学冶金钛合金处理工艺技术领域，具体涉及一种TC4钛合金带材连续轧制固溶处理工艺。

背景技术

目前，TC4(Ti-6AI-4V)高强度钛合金带材的生产普遍采用块式法轧制成型工艺，通过固溶处理可达到较高的力学工艺要求。其中，传统的块式法轧制工艺中，尤为重要的工序--固溶处理需要将轧制成型的板材独立一个工序加热到940～950℃后适当保温一段时间，然后快速放入水中，方能使板材高温相在快速冷却中得以保留，从而满足板材在航空航天领域的特殊力学性能需求；对此，为解决大单重(6～10吨次)轧制前-后厚度180mm～6mm带材的高效连续轧制生产需求，实现设备以及场地应用的最大化，现提出如下工艺生产方法。近年来，随着航空航天对钛合金带材需求量的不断攀升，这种传统的板材生产工艺已无法满足庞大的市场供给需求。如今，亟待开发一种能满足每批次6～10吨TC4(Ti-6AI-4V)钛合金卷材批量连续高效轧制及固溶处理工艺，以满足市场对TC4(Ti-6AI-4V)高强度钛合金带材的庞大需求。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种TC4钛合金带材连续轧制固溶处理工艺，填补大单重(6～10吨)TC4(Ti-6AI-4V)钛合金带材连续高效轧制以及固溶热处理工艺的市场空白。

本发明采用的技术方案：TC4钛合金带材连续轧制固溶处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

步骤A、轧制前加热：用步进加热炉对厚×宽×长为(160～180)×1220×(6210～6440)mm的TC4钛合金板坯加热至990～1000℃后，由步进加热炉推料出炉并由辊道送入下道工序；

步骤B、开坯轧制：对步骤A推料出炉的初轧钛板坯使用四辊轧机开坯轧制厚度至70mm～75mm后送入下道工序；

步骤C、双炉卷轧机卷收轧制：将四辊轧机轧至初轧目标厚度的板坯通过层流冷却设备辊道后输送至双炉卷轧机，由双炉卷轧机正向轧制并由出口炉卷正向收卷回收，再由双炉卷轧机反向轧制并由入口炉卷反向收卷，收卷完毕后再放料给出口炉卷进行正向轧制，再由入口炉卷反向收卷并回放料进行反向轧制；这样反复多次连续轧制，直到轧制至6～15mm厚度，由出口炉卷收卷，准备加热保温，为固溶处理进行提升温度准备；

步骤D、加热与保温：轧制后对收入出口炉卷的卷材加热和保温：对步骤C轧制成型的目标带材在卷炉内加热升温，加热至960～980℃；保持出口炉卷恒温，并在960～980℃条件下由出口炉卷对卷材恒温旋转转动保温30～60min；

步骤E、固溶处理；对步骤D加热并保温的带材以120～135m/min的速度由出口炉卷通过双炉卷轧机逆向送入层流冷却设备辊道中进行层流冷却固溶处理；所述层流冷却设备由层流冷却设备上下方对称设置的上高压喷嘴组和下高压喷嘴组以1000～1200m³/min的加压流量，对带材上下端面进行双面加压层流冷却，将带材强制冷却至250℃以下；且带材两面层流强制冷却的降温速度至少为150～170℃/S；

步骤F、矫直：对步骤E冷却至250℃以下的带材通过辊道正向传送，通过轧机传输到矫直机进行矫直，保证带形平直，并准备箱式收卷；

步骤G、箱卷收卷；矫直机进行矫直并传送的带材使用箱式卷取机反向收卷成品带材。