一种纯锆宽幅薄板的加工方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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、栗、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。
[0003] 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，国内的纯错薄板宽度一般小于1000mm，对于宽幅纯错薄板没有成熟的技术和稳定的生 产工艺。
【发明内容】
[0004] 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，该方法采用热乳机和大型冷乳机对纯锆板坯进行大变形乳制，通过两次 热乳工艺减小板材的各向异性，一次冷乳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。
[0005] 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：
[0006] 步骤一、将厚度为100mm~200mm，宽度为800mm~1000mm的纯错板还置于温度为 740°C~800°C的加热炉中保温80min~160min，然后送入热乳机中进行第一乳制，得到第 一半成品板坯；所述第一乳制为单向乳制，所述第一乳制的总变形量为75%~85% ;
[0007] 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°C~760°C的加 热炉中保温l〇min~40min，然后送入热乳机中进行第二乳制，得到厚度为4mm~6_，宽度 为1000mm~1600mm的第二半成品板坯；所述第二乳制的乳制方向与步骤一中所述第一乳 制的乳制方向相垂直，所述第二乳制的总变形量为75%~85% ;
[0008] 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 °C~700°C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；
[0009] 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；
[0010] 步骤五、将步骤四中所述第四半成品板坯送入大型冷乳机中进行1~3个乳程的 冷乳，得到第五半成品板坯；所述冷乳的乳程变形量为20%~60%，道次变形量为2 %~ 10%，乳制速率为0. 2m/s~lm/s ;所述冷乳的乳制方向与步骤二中所述第二乳制的乳制方 向相平行；当对所述第四半成品板坯进行2或3个乳程的冷乳时，在相邻两个乳程的冷乳之 间对第四半成品板坯进行中间真空退火处理；
[0011] 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的纯错宽幅薄板。
[0012] 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)。
[0013] 上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤一中所述第一乳制的道 次变形量为10 %~30%。
[0014] 上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤二中所述第二乳制的道 次变形量为10 %~30%。
[0015] 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，采用直径为〇. 5_~0. 8_的耐磨钢球以 75m/s~95m/s的速度抛射至第三半成品板还表面。
[0016] 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 理采用的酸洗剂为圆03和HF的混合溶液，所述混合溶液中ΗΝ03的质量浓度为10 %~20 %， HF的质量浓度为1 %~3%。
[0017] 上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤五中所述中间真空退火 处理的温度为600°C~700°C，保温时间为lh~6h，装料厚度为10mm~200mm〇
[0018] 上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤六中所述成品真空退火 处理的温度为600°C~700°C，保温时间为lh~6h，装料厚度为10mm~200mm〇
[0019] 上述的一种纯锆宽幅薄板的加工方法，其特征在于，步骤六中所述纯锆宽幅薄板 的不平度< 3mm/m。
[0020] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0021] 1、本发明采用热乳机和大型冷乳机对纯锆板坯进行大变形乳制，通过两次热乳工 艺减小板材的各向异性，一次冷乳工艺使板材的组织进一步细化，采用本发明可以加工出 厚度为0. 4_~4_，宽度为1000mm~1600mm的纯锆宽幅薄板，填补了国内工业用纯锆宽 幅薄板的空白。
[0022] 2、本发明在热乳工艺过程中使第二乳制与第一乳制的乳制方向保持垂直，并通过 控制第一乳制和第二乳制的总变形量均为75 %~85%，控制第一乳制和第二乳制的道次 变形量，以减小板材的各向异性，使板材在横向和纵向获得接近一致的变形。
[0023] 3、本发明利用大型冷乳机对第四半成品板坯进行1~3个乳程大变形的冷乳乳 制，使热乳板材的组织进一步细化，同时优化控制中间真空退火处理的温度和成品真空退 火处理的温度，得到组织均匀、横纵向力学性能均勾、各向异性小的纯锆宽幅薄板。
[0024] 4、本发明技术方案完整，通过量化地控制热乳和冷乳过程中的道次变形量、乳程 变形量、中间退火制度和成品退火制度，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。
[0025] 下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例包括以下步骤：
[0028] 步骤一、将尺寸为150mm(厚）X800mm(宽）X 1100mm(长）的纯锆板坯置于加热炉 中加热，使纯锆板坯升温至740°C后保温120min，然后送入热乳机中进行第一乳制，得到尺 寸为27. 5mm(厚）X800mm(宽）X6000mm(长）第一半成品板还；所述第一乳制为单向乳制， 所述第一乳制的总变形量为81. 67%，所述第一乳制共分8道次完成，各道次乳制的道次变 形率分别为：1〇· 00 %，16. 30 %，22. 12 %，22. 73 %，26. 47 %，24. 00 %，18. 42 %和 11. 29%， 所述纯锆板坯的牌号为Zr-1 (R60700);
[0029] 步骤二、将步骤一中所述第一半成品板坯剪切至尺寸为 27. 5mm(厚）X800mm(宽）X 1000mm(长），然后将剪切后的第一半成品板还置于加热炉中 加热，使第一半成品板坯升温至700°C后保温27. 5min，再送入热乳机中进行第二乳制，得 到尺寸为5. 5mm(厚）X 1000mm(宽）X4000mm(长）的第二半成品板还；所述第二乳制的乳 制方向与步骤一中所述第一乳制的乳制方向相垂直，所述第二乳制的总变形量为80. 00 %， 所述第二乳制共分7道次完成，各道次乳制的道次变形率分别为：21. 82%，23. 26 %， 24. 24%，24· 00%，21· 05%，18. 53%和 10. 00% ;
[0030] 步骤三、将步骤二中所述第二半成品板坯剪切至尺寸为 5. 5mm(厚）X 1000mm(宽）X2000mm(长），然后对剪切后的第二半成品板还进