专利名称：冷轧钛带卷退火方法
技术领域：
本发明涉及一种钛金属生产方法，更具体地，涉及一种冷轧钛带卷的退火方法。
背景技术：
冷轧钛带主要是以钛带卷的形式包装出售，一卷钛带卷通常达到数百米，甚至 上千米。钛带生产工艺的最后一步是退火。目前钛带卷的退火是采用真空整卷退火法， 此法为间断式不连续生产，由于钛整卷较厚，退火时卷内外受热不均，使得卷材内外圈 晶粒度不一，内外圈性能不均，且整个工艺所需退火时间较长，工作效率低下。薄钛带的一个重要应用是用于板式换热器，该应用要求尽可能小的晶粒度，换 热器厂家希望能够使用晶粒度IOym的钛带。但是现有技术尚未达到此项指标。例如， 村冈一雄等在《工艺纯钛的冷轧生产技术》(有色金属加工，1996年第6期，总第138 期，第30-37页)中公开一种钛带材处理方法，其将带厚3-6mm的厚钛材在600-650°C 真空保温时间5-10小时。根据该方法获得的钛带的晶粒度在50 μ m左右，达不到期望程 度。为满足这一要求也需要我们提出新的退火工艺。因此，本领域需要新的钛带材的制造技术，以获得晶粒不高于ΙΟμιη左右的钛 带材。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛带卷的退火方法，以克服现有技术中的钛带晶粒 过大和退火效率低下的缺陷。根据本发明提供的冷轧钛带的退火方法，在钛带生产的最后一步退火环节，将 展开的钛带在惰性气氛的保护下在680-750°C下保温150-250秒。该退火方法效率高，而 且可以获得不大于10 μ m的钛带晶粒。进一步地，由马弗罐形成保温区。进一步地，马弗罐上具有供钛带进出的狭缝，并且在狭缝的周围设置有耐高温 毛毡。进一步地，将经过保温区处理后的钛带进一步输送到惰性气体冷却区，进行冷 却。进一步地，在惰性气体冷却区，直接将冷的惰性气体吹到钛带上实现钛带的冷 却。根据本发明提供的退火方法，在保温区和/或惰性气体冷却区对钛带施加15 30N/mm2的张力。进一步地，通过在保温区和/或惰性气体冷却区设置张力辊，延钛带的长度方 向向钛带施加张力。进一步地，本发明提供的退火方法采用的钛带厚度为0.3-1.5mm。
本发明的另一目的在于提供一种冷轧钛带，该冷轧钛带经过本发明提供的退火 方法制备而成。优选地，由该退火方法处理过的冷轧钛带的晶粒度小于10 μ m。根据本发明提供的冷轧钛带退火方法，仅需要将钛带在680-750°C的保温区保温 一段时间即可完成退火工艺，省略了现有退火方法中的预热等工艺，缩短了退火时间， 提高了退火效率，并且，由该退火方法处理制得的冷轧钛带，其晶粒度小于ΙΟμιη，解 决了现有退火工艺制得的钛带晶粒度过大的技术问题。
图1是实施例1所得钛带的放大200倍的金相照片；图2是实施例2所得钛带的放大200倍的金相照片；图3是从对比例所得钛卷的外圈取样的放大100倍的金相照片；图4是从对比例所得钛卷的内圈取样的放大100倍的金相照片。
具体实施例方式下面将对本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的 说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普 通技术人员通常理解的相同含义。本发明提供的退火方法，是将厚度为0.3-1.5mm的钛带卷展开后在680-750°C下 和惰性气氛中保温150-250秒是实现的，该退火方法取得了意料不到的技术效果。本发明提供的具体实施例所采用的钛带厚度皆在0.3-1.5mm之间，但是容易理 解，厚度在2.5mm以下的钛带很可能也适用本发明的方法。本发明优选厚度不超过Imm 的钛带。在本发明提供的退火方法中，需要对温度和保温时间严格把握，温度过高或时 间过长，晶粒会变得过大，材料的强度和延伸率相应降低。如果加热温度过低，保温时 间过短，材料的强度会高，轧制的纤维组织还没有能完全的再结晶，不能形成细小的等 轴晶，也不能满足用户要求。在具体实践中，可以在上述范围内调节温度和保温时间。一般而言，如果温度 取较高的值，则保温时间可以相应短一些；如果温度取较低的值，则保温时间可以相应
长一些。可用于本发明的惰性气体包括但不限于为氩气、氦气等。为实现退火，将展开的钛带连续通过一个具有设定温度的保温装置。该保温阶 段可以是一个带炉胆的加热装置，例如马弗罐。罐的两端具有供钛带进出的狭缝。马 弗罐中填充惰性气体。为防止惰性气体逸出，可以在两端内侧的狭缝处设置耐高温的毛 毡，实现所谓软封闭，即软毛毡接触钛带的上下表面，又不至于阻挡钛带的移动。在本发明的优选实施例中，钛带从上述保温区段出来后，需要继续在惰性气氛 中保持一段时间，以使带材的温度降低至100°c以下，然后再在空气中冷却。在另一种实 施方式中，该冷却是在另一段相对封闭的空间中进行，将冷的惰性气体吹到钛带上实现 冷却，惰性气体通过热交换器换热后循环利用。
在本发明的一种优选实施方式中，在退火过程中，延长度方向对钛带施加一定 的张力，该张力可以通过设在退火区段(包括马弗罐和惰性气体冷却区)前后的两个张力 辊来施加。发明人发现，适当的张力可以减小边浪和中浪，起到一定的热矫直作用。在 本发明的温度范围内，张力的范围适宜在15 30N/mm2的范围内。如果张力过大，超 过钛带在高温下的屈服强度，则容易造成断带，过小则改善的效果有限。下面以一个典型实施例来例举说明本发明的具体实施方式
，本发明的保护范围 并不局限于本实施例。实施例1将宽lm、厚度Imm的钛带用开卷机展开，用对接焊机焊接成首尾相接的连续 体，然后连续地引入温度为700-720°C的充满氩气的马弗罐，调整张力辊，使施加在钛带 上的张力为8 ΙΟΝ/mm2;钛带经过马弗罐的时间为180-220秒，从马弗罐出来后经过 约3米长的惰性气体冷却区，然后在空气中自然冷却，最后由卷曲装置卷起。图1所得钛带的放大200倍的金相照片，按照国家标准规定的方法测定，通过金 相显微镜自带的软件计算得到钛卷的晶粒度在9.2 μ m。对比例将宽lm、厚度Imm的钛带卷成直径内径为610mm，外径为1300mm的钛卷，
将用打包带捆扎好的钛卷装进真空炉中，装炉完成后，关闭炉门，开始抽真空，真空度 达到要求后，以一定的速度进行加热，加热到低温平台进行保温，保温1 2小时，保温 结束后再以一定的速度升温，升温到600-650°C，保温5-10小时，保温结束后关闭加热 系统进行冷却。整个退火过程要几十个小时才能完成。图3是从对比例所得钛卷的外圈取样的钛带在放大100倍下的金相照片，图4是 从对比例所得钛的内圈取样的钛带在放大100倍的金相照片。通过检测、计算得到其晶 粒度超过100 μ m，而且内圈和外圈的晶粒度相差较大，在20 30 μ m左右。实施例2进行与实施例1基本相同的操作，不同之处在于，张力辊施加的张力为18.89 20.20N/mm2。图2是所得样品的放大200的金相照片。按照国家标准规定的方法测定，通过 金相显微镜自带的软件计算得到钛卷的晶粒度在9.2 μ m。将实施例1和2所得样品的外观作比较，实施例2所得钛卷的板形明显改善，边 浪的高度减小，基本不需要进行拉矫就可以直接作为成品交货，而实施例1的样品的边 浪仍然存在，需要进行再次拉矫或者平整才能交货，增加了一道工序。另外，采用根据本发明的连续退火方法，退火IOOOm长重3.5t的钛卷只需要3小 时小时左右，根据设备的能力，还可以将退火时间降到更短。而采用真空退火法，退火 IOOOm长的钛卷则至少需要几十个小时。因此，应当理解，本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的情况 下，对具体实施方式
进行改变或修改，这些改变或修改仍然在本发明保护范围之内。并 且，本申请引出的出版物的披露内容也以引用形式全部并入本文中，以作为参考。
权利要求
1.一种冷轧钛带卷的退火方法，其特征在于，将所述冷轧钛带卷展开，并将展开的 钛带连续通过一个温度为680-750°C并有惰性气氛保护的保温区，保温时间为150-250秒。
2.根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述保温区由马弗罐形成。
3.根据权利要求2所述的退火方法，其特征在于，所述马弗罐上具有供所述钛带进出 的狭缝，并且在所述狭缝周围设置有耐高温毛毡。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的退火方法，其特征在于，将经过所述保温区处理 后的钛带进一步在惰性气体冷却区冷却。
5.根据权利要求4所述的退火方法，其特征在于，在所述惰性气体冷却区将冷的惰性 气体直接吹到钛带上实现冷却。
6.根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，在所述保温区和/或惰性气体冷却 区对所述钛带施加15 30N/mm2的张力。
7.根据权利要求6所述的退火方法，其特征在于，通过在所述保温区和/或惰性气体 冷却区设置张力辊，延所述钛带的长度方向向所述钛带施加张力。
8.根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述钛带的厚度为0.3-1.5mm。
9.一种冷轧钛带，其特征在于，所述冷轧钛带经过权利要求1-8中任一项所述的退火 方法制备而成。
10.根据权利要求9所述的冷轧钛带，其特征在于，所述冷轧钛带的晶粒度小于 10 μ m。
全文摘要
本发明提供了一种冷轧钛带卷的退火方法，其中，作为钛带生产的最后环节，将展开的钛带连续通过一个温度为680-750℃并有惰性气氛保护的保温区，保温时间为150-250秒。采用本发明的方法，省略了现有退火方法中的预热等工艺，缩短了退火时间，提高了退火效率；并且，由该退火方法处理制得的冷轧钛带，其晶粒度小于10μm，解决了现有退火工艺制得的钛带晶粒度过大的技术问题。
文档编号C22F1/18GK102021509SQ20101061721
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者刘建东, 向午渊, 覃静丽, 谢建意, 谢欣 申请人:湖南湘投金天钛金属有限公司