CN103433320A - 一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法，该加工方法实际上是一个全加工链控制方法，纯钛板坯经过热粗轧、热精轧、退火、酸洗、冷轧、开卷分切和定尺及大气退火后制备出钛阳极板，钛阳极板的厚度公差小于0.10mm、不平度控制在5mm/m以内、按GB/T6394-2002标准评定的晶粒度处于6～8级之间，特点是本发明采用了卷材轧制与大气退火相结合的方式，对钛阳极板的厚度要求做到了精确控制，并且使钛阳极基板的晶粒度处于国标的较高级，大气退火具有普遍适用性，同时降低了生产成本与生产周期，综合考虑通过本发明最终使制备出的钛阳极板能从厚度均匀、不平度较小、晶粒细小等特性上满足其使用要求。

Description

一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，尤其是一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法。

背景技术

钛阳极板由于其优良的耐腐蚀性能、较低的成本、较高的比强度以及优异的机加工特性而在电化学和电冶金领域得到广泛应用，通常钛阳极板由纯钛板坯经过热轧、退火、酸洗、冷轧、定尺、和真空退火等多道加工工序制得，使用中对钛阳极板具有较高要求，如要求钛阳极板具有厚度均匀、不平度较小、晶粒细小等特性。

中国专利201210319732.8公开了一种钛及钛合金板材的蠕变校形方法，该方法首先在位于真空退火炉中的料盘上水平放置一块不平度≤2mm/m的校形底板,将待处理板材整齐叠放于校形底板上,随后将叠放于校形底板上的板材在真空条件下升温至750～850℃进行真空退火处理0.5～2.5h后随炉冷却，真空退火处理后的板材顶部铺设一层隔离垫板，再将铺设有隔离垫板和校形压板的板材在真空条件下加热,使板材进行蠕变校形，即板材以2～3℃/min的升温速率升温至500～650℃,保温6～10h后以0.5～2℃/min的降温速率冷却,得到不平度≤2mm/m的钛及钛合金板材。

上述方法虽然能够将板材不平度控制在2mm/m以下，但是需要经过两次加热，第一次退火温度在750～850℃，钛板在高温下的晶粒长大迅速，不能达到晶粒细小的要求，而随后在真空条件下的炉冷具有时间长、成本高等缺点。

由此得知，满足钛阳极板最终厚度均匀、不平度小、晶粒细小等特性，不能仅从某道加工工序去改变，而要从整个加工工序去考虑。有关从纯钛板坯的整个加工工序制备出的钛阳极板同时具有厚度均匀、不平度小、晶粒细小等特性，还未见到相关报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法，该加工方法采用了卷式生产和大气退火相结合的方式，从纯钛板的热粗轧开始，经过热精轧、退火、酸洗、冷轧、开卷分切和定尺、大气退火等多道工序制备出钛阳极板，钛阳极板具有厚度均匀、不平度较小、晶粒细小等特性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法，该加工方法经历如下加工工序：

①将h厚的纯钛板坯作为热粗轧原料，将纯钛板坯放入加热炉内进行加热并保温，经N₁个道次热粗轧至h₁厚，再经N₁个道次热精轧至h₂厚并卷成热卷带；

②将所述热卷带放入退火炉内进行在线退火，所述热卷带按单位长度的退火时间控制T₁，退火后进行喷丸酸洗以去除所述热卷带表面的氧化皮；

③将喷丸酸洗后的所述热卷带放在多辊可逆轧机或是多机架冷连轧机进行冷轧至h₃厚的冷卷带，再经碱性清洗液去除所述冷卷带表面残留的轧制油脂；

④将所述冷卷带通过开卷机分切和定尺成与钛阳极板尺寸相同的钛薄板，将所述钛薄板叠加成摞形成H高并置于钢制垫板上，所述钢制垫板的不平度要求小于P，再在成摞放置的所述钛薄板上方压上h₄厚的钢制压板后将其一同放入辊道加热炉内，然后将辊道加热炉升温至W℃进行大气环境下的保温退火，保温退火的时间为T₂分钟，保温退火结束后随炉降温至W₁℃以下时再出炉空冷，最后对所述钛薄板再次进行喷砂酸洗以去除其表面氧化皮后得到钛阳极板；

本发明的特征如下：

在上述①中：所述h=180～210mm，所述加热的温度控制在840～880℃，所述保温的时间控制在4～5小时，所述N₁=5～7，所述h₁=20～25mm，所述h₂=3.5～4.5mm；

在上述②中：所述退火的温度控制在720～760℃，所述T₁= 3～5min/m；

在上述③中：所述h₃=1.0～3.0mm；

在上述④中：所述P=5mm/m，所述h₄=30～50mm，所述W=580～650，所述T₂= {0.67×（所述钢制垫板厚度+所述钢制压板厚度）+ 所述H–25mm}×2， W₁=550。

得到的钛阳极板经过检测其各项技术指标要求如下：

厚度公差小于0.10mm，不平度控制在5mm/m以内，按GB/T6394-2002标准评定的晶粒度处于6～8级之间。

所述钢制垫板和钢制压板均为正方形，所述正方形的边长大于所述冷卷带的外径。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明的加工方法实际上是一个全加工链控制方法，虽然热粗轧、热精轧、退火、酸洗、冷轧、开卷分切和定尺与大气退火是常见的加工方式，但相关加工工序所使用的工艺参数却非一致，这些工艺参数通过不同加工工序最终使制备出的钛阳极板同时具有厚度均匀、不平度较小、晶粒细小等特性。

2、虽然不平度控制在5mm/m以内不如背景技术所示，但也满足钛阳极板的使用要求，最主要的是本发明采用了卷材轧制与大气退火相结合的方式，对钛阳极板的厚度要求做到了精确控制，并且使钛阳极基板的晶粒度处于国标的较高级，大气退火具有普遍适用性，同时也降低了生产成本与生产周期，综合考虑本发明满足钛阳极板的使用要求。

具体实施方式

本发明是一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法，该加工方法实际上是一个全加工链控制方法，虽然热粗轧、热精轧、退火、酸洗、冷轧、开卷分切和定尺与大气退火是常见的加工方式，但相关加工工序所使用的工艺参数却非一致，这些工艺参数通过不同加工工序最终使制备出的钛阳极板同时具有厚度均匀、不平度较小、晶粒细小等特性。

公开本发明的下述内容当前认为是适宜的，但是应了解的是：本发明旨在包括一切属于本构思和发明设计范围内的所有变化及改进。

①将h厚的纯钛板坯如TA1、TA2等作为热粗轧原料，将纯钛板坯放入加热炉内进行加热并保温，经N₁个道次热粗轧至h₁厚，再经N₁个道次热精轧至h₂厚并卷成热卷带，此时所述h=180～210mm，所述加热的温度控制在840～880℃，所述保温的时间控制在4～5小时，所述N₁=5～7，所述h₁=20～25mm，所述h₂=3.5～4.5mm。

②将所述热卷带放入退火炉内进行在线退火，所述热卷带按单位长度的退火时间控制T₁，退火后进行喷丸酸洗以去除所述热卷带表面的氧化皮，此时所述退火的温度控制在720～760℃，所述T₁= 3～5min/m，如所述热卷带单位长度为10米，则退火时间控制在30～50min。

③将喷丸酸洗后的所述热卷带放在多辊可逆轧机或是多机架冷连轧机进行冷轧至h₃厚的冷卷带，再经碱性清洗液去除所述冷卷带表面残留的轧制油脂，所述h₃=1.0～3.0mm。

上述N₁个道次的热粗轧、热精轧及冷轧对所述冷卷带的晶粒细小起到了至关重要的作用，也为制备细晶粒的钛阳极板奠定了基础，同时可以实现钛阳极板的厚度精确控制。

④将所述冷卷带通过开卷机分切和定尺成与钛阳极板尺寸相同的钛薄板，将所述钛薄板叠加成摞形成H高并置于钢制垫板上，所述钢制垫板的不平度要求小于P，再在成摞放置的所述钛薄板上方压上h₄厚的钢制压板后将其一同放入辊道加热炉内，注意所述钢制垫板和钢制压板均为正方形，所述正方形的边长大于所述冷卷带的外径，然后将辊道加热炉升温至W℃进行大气环境下的保温退火，保温退火的时间为T₂分钟，保温退火结束后随炉降温至W₁℃以下时再出炉空冷，最后对所述钛薄板再次进行喷砂酸洗以去除其表面氧化皮后得到钛阳极板，所述P=5mm/m，所述h₄=30～50mm，所述W=580～650，所述T₂= {0.67×（所述钢制垫板厚度+所述钢制压板厚度）+ 所述H–25mm}×2， W₁=550。

得到的钛阳极板经过检测其各项技术指标要求如下：

厚度公差小于0.10mm，不平度控制在5mm/m以内，按GB/T6394-2002标准评定的晶粒度处于6～8级之间。注意：虽然不平度控制在5mm/m以内不如背景技术所示，但也满足钛阳极板的使用要求，最主要的是本发明采用了卷材轧制与大气退火相结合的方式，对钛阳极板的厚度要求做到了精确控制，并且使钛阳极基板的晶粒度处于国标的较高级，大气退火具有普遍适用性，同时降低了生产成本与生产周期，综合考虑通过本发明的全加工链控制方法，最终使制备出的钛阳极板能从厚度均匀、不平度较小、晶粒细小等特性上满足其使用要求。

Claims (2)

1.一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法，该加工方法经历如下加工工序：

①将h厚的纯钛板坯作为热粗轧原料，将纯钛板坯放入加热炉内进行加热并保温，经N₁个道次热粗轧至h₁厚，再经N₁个道次热精轧至h₂厚并卷成热卷带；

②将所述热卷带放入退火炉内进行在线退火，所述热卷带按单位长度的退火时间控制T₁，退火后进行喷丸酸洗以去除所述热卷带表面的氧化皮；

③将喷丸酸洗后的所述热卷带放在多辊可逆轧机或是多机架冷连轧机进行冷轧至h₃厚的冷卷带，再经碱性清洗液去除所述冷卷带表面残留的轧制油脂；

④将所述冷卷带通过开卷机分切和定尺成与钛阳极板尺寸相同的钛薄板，将所述钛薄板叠加成摞形成H高并置于钢制垫板上，所述钢制垫板的不平度要求小于P，再在成摞放置的所述钛薄板上方压上h₄厚的钢制压板后将其一同放入辊道加热炉内，然后将辊道加热炉升温至W℃进行大气环境下的保温退火，保温退火的时间为T₂分钟，保温退火结束后随炉降温至W₁℃以下时再出炉空冷，最后对所述钛薄板再次进行喷砂酸洗以去除其表面氧化皮后得到钛阳极板；其特征是：

在上述①中：所述h=180～210mm，所述加热的温度控制在840～880℃，所述保温的时间控制在4～5小时，所述N₁=5～7，所述h₁=20～25mm，所述h₂=3.5～4.5mm；

在上述②中：所述退火的温度控制在720～760℃，所述T₁= 3～5min/m；

在上述③中：所述h₃=1.0～3.0mm；

在上述④中：所述P=5mm/m，所述h₄=30～50mm，所述W=580～650，所述T₂= {0.67×（所述钢制垫板厚度+所述钢制压板厚度）+ 所述H–25mm}×2， W₁=550；

得到的钛阳极板经过检测其各项技术指标要求如下：

厚度公差小于0.10mm，不平度控制在5mm/m以内，按GB/T6394-2002标准评定的晶粒度处于6～8级之间。

2.根据权利要求1所述一种由纯钛板坯制备钛阳极板的加工方法，其特征是：所述钢制垫板和钢制压板均为正方形，所述正方形的边长大于所述冷卷带的外径。