[发明专利]一种具备双极板基材力学性能的超薄钛带材的制备方法

权利要求书

1.一种具备双极板基材力学性能的超薄钛带材的制备方法，其特征在于，具体包括：

S1、铸锭熔炼

以海绵钛为原料进行熔炼得到纯钛铸锭；

S2、板坯锻造

对纯钛铸锭进行热加工、机械加工、表面精整处理后得到纯钛板坯；

S3、热轧

对纯钛板坯进行热轧处理直至得到厚度δ3.0mm的钛带卷，然后再对钛带卷进行退火后抛丸、酸洗处理，得到表面洁净的热轧退火态钛带卷；

S4、冷轧

对热轧退火态钛带卷通过冷轧成型；冷轧成型共包含两轧程，一轧程总变形率为75～80％，分配8～13道次，二轧程总变形率为75～80％，分配6～10道次；

各轧程首道次和末道次变形率分别控制在5～10％，中间各道次变形率呈均匀递减方式分配，各道次变形率为5～25％；张力为0.4～0.8σ，前张力为后张力的1～1.5倍，且随着钛带变薄相应降低；轧制速度50～120m/min，轧制力为200～1300KN；

冷轧完成后脱脂清洗，对卷带进行拉弯矫直，最后在气氛保护下进行连续退火，获得厚度为δ0.10～0.15mm冷轧钛带；

所述S4具体包括：

S4-1、一轧程：冷轧至厚度为δ0.55～0.70mm的钛带卷，总变形率为75～85％；其中，钛卷宽度为400～700mm，一轧程第一道次变形率为5～12％，第二道次变形率为15～20％，后续各道次变形率根据轧制力及板型情况依次降低，末道次变形率为5～10％，轧制力为800-1300KN，张力为0.6～0.8σ，前张力为后张力的1～1.5倍；

S4-2、中间退火：将δ0.55～0.70mm的钛带卷在气氛保护下进行连续退火；其中，退火温度为680～750℃，行程速度为5～10m/min，张力为0.8～1.5KN；

S4-3、拉弯矫：将退火后的钛带卷在拉矫机上进行精确整形并确保板形不平度≤3mm/m；

S4-4、双面磨砂：将拉矫后的钛带卷双面磨砂去除表面氧化硬化层；

S4-5、二轧程：冷轧至厚度为0.10～0.15mm的钛带卷，总变形率为70～85％，轧制力为200～800KN，二轧程第一道次变形率为5～10％，第二道次变形率为15～20％，后续各道次变形率根据轧制力及板型情况依次降低，该轧程分配6-10道次，末道次变形率为5～10％，张力为0.4～0.6σ，前张力为后张力的1～1.3倍；

S4-5、拉弯矫：轧制完成后卷带进行拉弯矫直，延伸率控制在0.3～0.8％；

S4-6、成品退火：δ0.10～0.15mm的钛带卷在气氛保护下进行连续退火，退火温度为700～800℃，行程速度为5～10m/min，张力为0.6～1.0KN。

2.根据权利要求1所述的一种具备双极板基材力学性能的超薄钛带材的制备方法，其特征在于，所述S1具体包括：

S1-1、配料：采用0级小颗粒海绵钛为原材料进行配料得到混料；且海绵钛中Fe≤0.015％，O≤0.035％，布氏硬度HBW≤90N/mm²；

S1-2、电极制备：将混料进行单块电极压制后在真空焊箱内通过组焊的方式焊接成电极；

S1-3、熔炼：将S1-2制备得到的电极在真空自耗电弧炉内进行两次熔炼，得到纯钛铸锭。

3.根据权利要求2所述的一种具备双极板基材力学性能的超薄钛带材的制备方法，其特征在于，所述S1-2具体为：将混料放入电极块压制模具中在压强为650～700MPa条件下压制1.5～2min形成电极块，然后将电极块在真空焊箱内通过组焊的方式焊接成电极。

4.根据权利要求2所述的一种具备双极板基材力学性能的超薄钛带材的制备方法，其特征在于，所述S1-3具体为：将S1-2制备得到的电极置于真空自耗电弧炉内，预抽真空度到0.2～0.5Pa，然后起弧进行第一次熔炼且熔炼过程中保持电弧电压35～40v、熔炼真空度3～5Pa、搅拌电流8～10A；第一次熔炼完成后在真空度0.2～1.0Pa的条件下保持2～3min；然后起弧进行第二次熔炼且熔炼过程中保持电弧电压38～45v、熔炼真空度0.5～2Pa、搅拌电流5～8A；熔炼结束后，铸锭在真空条件下冷却至200～300℃后出炉。