一种钛合金薄板的制备方法与流程

本发明属于钛合金，具体涉及一种钛合金薄板的制备方法。

背景技术：

1、tb2(ti-5mo-5v-8cr-3al)合金是一种亚稳定β型钛合金，该合金在固溶处理状态下具有优异的冷成形性能，耐腐蚀、抗接触腐蚀性能和良好的焊接性能，在固溶时效状态下具有高的强度和良好的塑性相匹配；tb2的主要半成品有板材、带材、箔材、棒材、丝材等，板材可制成钣金件、压力容器、固体火箭发动机壳体等。

2、目前，虽然针对tb2钛合金的工艺、组织、性能等有一定的研究基础，但对于tb2钛合金热、冷轧板材制备工艺的系统研究较少，没有形成较为完善、可批量生产的tb2钛合金薄板制备工艺和技术支撑，因此，为满足日益增长的航空结构材料的需求，非常有必要提出一种tb2钛合金薄板的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种钛合金薄板的制备方法，通过合理设置热冷轧变形量、热处理制度以及表面处理工艺制备的tb2钛合金板材力学及工艺性能良好，满足gb/t 3621技术要求，可批量生产出满足性能要求的tb2钛合金薄板。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种钛合金薄板的制备方法，其中：包括以下步骤：

4、步骤s1.将厚度为100mm～160mm的钛合金板坯加热至t1并保温t1，然后在热轧机轧制至厚度为10mm～20mm，得到第一轧制板坯；

5、步骤s2.将第一轧制板坯进行定尺分切和表面缺陷修磨处理；

6、步骤s3.将步骤s2修磨处理后的第一轧制板坯加热至t2并保温t2，然后在热轧机轧制至厚度为4mm～8mm，得到第二轧制板坯；

7、步骤s4.将第二轧制板坯进行表面缺陷修磨处理；

8、步骤s5.将步骤s4表面缺陷修磨处理后的第二轧制板坯加热至t3并保温t3，然后在热轧机轧制至厚度为2.5mm～3.8mm，得到第三轧制板坯；

9、步骤s6.将第三轧制板坯进行固溶处理，之后冷却；

10、步骤s7.将经过步骤s6固溶处理后的第三轧制板坯进行喷砂处理去除氧化皮，之后酸洗，然后进行表面修磨；

11、步骤s8.将经过步骤s7表面修磨后的第三轧制板坯送至冷轧机进行冷轧，轧制后得到目标厚度的冷轧板坯；

12、步骤s9.将冷轧板坯进行固溶处理，随后冷却；

13、步骤s10.将经过步骤s9固溶处理后的冷轧板坯加入碱液中进行碱洗处理，之后将碱洗处理后的冷轧板坯加入酸洗液中进行酸洗处理；

14、步骤s11.将经过步骤s10酸洗处理后的板坯进行定尺分切，得到厚度为0.6mm～1.5mm的钛合金薄板。

15、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s1中t1为1020℃～1050℃，t1为120min～192min，钛合金板坯在热轧机轧制的单道次变形率≤20％，轧制速度≥1.5m/s，终轧温度控制在钛合金板坯的相变点tβ以上。

16、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s2中表面缺陷修磨处理时的修磨方向垂直于步骤s1中钛合金板坯的轧制方向。

17、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s3中t2为880℃～950℃，t2为10min～20min，第一轧制板坯在热轧机轧制的单道次变形率≤25％，轧制速度≥1.5m/s，终轧温度控制在钛合金板坯的相变点tβ以上，轧制方向与步骤s1中钛合金板坯的轧制方向垂直；步骤s4中修磨方向与步骤s3中第一轧制板坯的轧制方向相同。

18、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s5中t3为880℃～950℃，t3为4min～8min，第二轧制板坯在热轧机轧制的单道次变形率≤35％，轧制速度≥1.5m/s，终轧温度控制在钛合金板坯的相变点tβ以上，轧制方向与步骤s3中第一轧制板坯的轧制方向相同。

19、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s6中固溶处理的温度为800℃，保温时间为10～25min，冷却方式为空冷或风冷。

20、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s7中控制喷砂和酸洗后第三轧制板坯的厚度去除量为0.06～0.10mm。

21、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s8中控制冷轧变形量为45％～75％。

22、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，步骤s9中固溶处理的温度为760～820℃，保温时间为10～15min；冷却具体为：将冷轧板坯出炉风冷至200℃以下，然后空冷至室温。

23、优选的是，所述的钛合金薄板的制备方法，其中，按质量百分数计，步骤s10中碱液包括80％～97％naoh和3％～20％的nano3，碱洗温度为460℃～520℃，碱洗时间≤5min，酸洗液包括1～5％hf、30～40％hno3和55～69％h2o，酸洗温度为10～45℃，酸洗时间≤5min，酸洗处理的冷轧板坯厚度去除量为0.06mm～0.10mm。

24、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

25、本发明的钛合金薄板的制备方法，对tb2合金板坯进行三个火次的加热轧制，然后对板坯进行固溶和表面去除氧化皮和污染层处理，再将板坯经1～2个冷轧程轧至所需厚度，然后对冷轧板坯进行固溶处理，最后经表面处理和精整后得到满足要求的tb2钛合金薄板，通过合理设置热冷轧变形量、热处理制度以及表面处理工艺制备的tb2钛合金板材力学及工艺性能良好，满足gb/t 3621技术要求，可批量生产出满足性能要求的tb2钛合金薄板。

技术特征：

1.一种钛合金薄板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s1中t1为1020℃～1050℃，t1为120min～192min，钛合金板坯在热轧机轧制的单道次变形率≤20%，轧制速度≥1.5m/s，终轧温度控制在钛合金板坯的相变点tβ以上。

3.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s2中表面缺陷修磨处理时的修磨方向垂直于步骤s1中钛合金板坯的轧制方向。

4.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s3中t2为880℃～950℃，t2为10min～20min，第一轧制板坯在热轧机轧制的单道次变形率≤25%，轧制速度≥1.5m/s，终轧温度控制在钛合金板坯的相变点tβ以上，轧制方向与步骤s1中钛合金板坯的轧制方向垂直；步骤s4中修磨方向与步骤s3中第一轧制板坯的轧制方向相同。

5.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s5中t3为880℃～950℃，t3为4min～8min，第二轧制板坯在热轧机轧制的单道次变形率≤35%，轧制速度≥1.5m/s，终轧温度控制在钛合金板坯的相变点tβ以上，轧制方向与步骤s3中第一轧制板坯的轧制方向相同。

6.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s6中固溶处理的温度为800℃，保温时间为10～25min，冷却方式为空冷或风冷。

7.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s7中控制喷砂和酸洗后第三轧制板坯的厚度去除量为0.06～0.10mm。

8.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s8中控制冷轧变形量为45% ～75%。

9.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，步骤s9中固溶处理的温度为760～820℃，保温时间为10～15min；冷却具体为：将冷轧板坯出炉风冷至200℃以下，然后空冷至室温。

10.根据权利要求1所述的钛合金薄板的制备方法，其特征在于，按质量百分数计，步骤s10中碱液包括80%～97%naoh和3%～20%的nano3，碱洗温度为460℃～520℃，碱洗时间≤5min，酸洗液包括1~5%hf、30~40%hno3和55~69%h2o，酸洗温度为10~45℃，酸洗时间≤5min ，酸洗处理的冷轧板坯厚度去除量为0.06mm～0.10mm。

技术总结
本发明提供一种钛合金薄板的制备方法，涉及钛合金技术领域，制备方法包括以下步骤：步骤S1.将钛合金板坯加热，轧制得到第一轧制板坯；步骤S2.将第一轧制板坯定尺分切和修磨；步骤S3.将第一轧制板坯加热，轧制得到第二轧制板坯；步骤S4.将第二轧制板坯进行修磨；步骤S5.将第二轧制板坯加热，轧制得到第三轧制板坯；步骤S6.固溶处理；步骤S7.将第三轧制板坯进行喷砂处理，酸洗，修磨；步骤S8.将第三轧制板坯冷轧；步骤S9.将板坯进行固溶处理；步骤S10.将冷轧板坯进行碱洗处理、酸洗处理；步骤S11.将板坯进行定尺分切得到钛合金薄板。本发明通过合理设置热冷轧变形量、热处理制度以及表面处理工艺制备的钛合金板材力学及工艺性能良好，满足GB/T 3621技术要求。

技术研发人员：陈海涛,张晶棋,张宏岭,杨国庆,余日成,段旭斌
受保护的技术使用者：江苏翔云钛合金新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5