一种海绵钛制备高品质纯钛板的方法

本发明涉及纯钛板制备，特别是涉及一种海绵钛制备高品质纯钛板的方法。

背景技术：

1、纯钛以其较低的密度、较高的比强度和比刚度、良好的耐腐蚀性能，尤其具有良好的高温持久性以及优异的生物相容性，在生物医学、航空航天、汽车、生物等领域得到了广泛应用。

2、传统纯钛板制备时需要将海绵钛高温融化成钛铸锭，然后在液压机上镦拔开坯，最后通过热轧、冷轧工艺制备成纯钛板。因此，采用传统制备工艺存在生产流程繁琐、生产成高昂等问题，不利于纯钛板的广泛使用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种海绵钛制备高品质纯钛板的方法，以解决上述现有技术存在的问题。本发明的方法不需要熔化、开坯等工艺，极大缩短了工艺流程，降低了生产成本。采用本发明的方法生产的纯钛板的生产成本不足传统工艺的1/2，钛板品质与传统工艺相当，可广泛用于各种民用工业，如氢燃料电池纯钛双极板、纯钛工艺品和生活用品等。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明的技术方案之一：一种海绵钛制备高品质纯钛板的方法，包括以下步骤：

4、将海绵钛压制后在无氧环境下进行热轧处理，得到所述高品质纯钛板。

5、将海绵钛压制后封焊在钛板制成的外壳中可以隔绝氧气，可以避免热轧过程中引入杂质，尤其是氧元素，造成钛板性能降低的问题。

6、进一步地，所述海绵钛压制后的致密度≥85％(保证后续的轧制过程中对孔隙的控制)。

7、进一步地，所述海绵钛包括0级海绵钛。

8、进一步地，所述在无氧环境下进行热轧处理，包括在惰性气氛下进行热轧处理，或者将海绵钛压制后封焊在钛板(钛板为标准件，厚度约为2mm)制成的外壳中进行热轧处理。

9、进一步地，所述压制后的海绵钛的厚度为31～41mm；压制后的海绵钛和钛板的厚度比为(31～41):2。

10、进一步地，所述热轧处理，具体包括：加热至900～1100℃，保温30～60min后进行热轧处理，每道次的变形量为20～40％，直至板材厚度为1～4mm。

11、更进一步地，所述热轧处理时，首道次变形量为20％，随后道次变形量变为40％，直至总变形量达到75％，然后再将道次变形量降低到20％，直至总变形量达到90～98％。

12、进一步地，所述方法，还包括对热轧处理获得的产品进行冷轧处理，直接总变形量达到50～80％，得到所述高品质纯钛板。

13、进一步地，所述冷轧处理每道次的变形量为2～8％。

14、本发明的技术方案之二：一种上述方法制备的高品质纯钛板。

15、本发明的技术方案之三：一种上述高品质纯钛板在制备氢燃料电池双极板、工艺品或生活用品中的应用。

16、本发明公开了以下技术效果：

17、本发明的工艺简单、流程短、成本低，只需将海绵钛延压成块后，即可进行板材轧制，不需要对海绵钛进行高温融化及铸锭，省去了铸锭的开坯锻造过程，降低了时间成本、减少了能源损耗，是一种短流程、高效率的纯钛板材制备新方法。并且本发明制备的纯钛板材，具有优异的强度和相对较好的塑性。

技术特征：

1.一种海绵钛制备高品质纯钛板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海绵钛压制后的致密度≥85％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海绵钛包括0级海绵钛。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在无氧环境下进行热轧处理，包括在惰性气氛下进行热轧处理，或者将海绵钛压制后封焊在钛板制成的外壳中进行热轧处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，压制后的海绵钛的厚度为31～41mm；压制后的海绵钛和钛板的厚度比为(31～41):2。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述热轧处理，具体包括：加热至900～1100℃，保温30～60min后进行热轧处理，每道次的变形量为20～40％，直至总变形量达到90～98％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括对热轧处理获得的产品进行冷轧处理，直接总变形量达到50～80％，得到所述高品质纯钛板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述冷轧处理每道次的变形量为2～8％。

9.一种权利要求1～8任一项所述的方法制备的高品质纯钛板。

10.一种权利要求9所述的高品质纯钛板在制备氢燃料电池双极板、工艺品或生活用品中的应用。

技术总结
本发明公开了一种海绵钛制备高品质纯钛板的方法，属于纯钛板制备技术领域。本发明的海绵钛制备高品质纯钛板的方法，包括以下步骤：将海绵钛压制后在无氧环境下进行热轧处理，得到所述高品质纯钛板。本发明的工艺简单、流程短、成本低，只需将海绵钛延压成块后，即可进行板材轧制，不需要对海绵钛进行高温融化及铸锭，省去了铸锭的开坯锻造过程，降低了时间成本、减少了能源损耗，是一种短流程、高效率的纯钛板材制备新方法。并且本发明制备的纯钛板材，具有优异的强度和相对较好的塑性。

技术研发人员：张树志,米畅,郑帅帅,梁顺星,张俊松,张新宇,刘日平
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16