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钛板热轧机的应用现状与热轧技术难点?
作者:admin    发布日期:2018-09-27 16:38     关注次数:     
钛合金板带材目前成为国内外科研机构和生产企业研制、开发和工业化生产的热点。钛板热轧机主要用于钛合金铸锭的开坯轧制和中厚板产品的成品轧制,因而其机组配置和装机水平对产品的质量起到非常重要的作用。通过对目前国内外钛板热轧机应用现状、机组组成、工艺特点和设备参数的介绍和分析,针对钛板热轧工艺需求重点对专业化的热轧机设计选型和机组配置进行了分析和建议。

钛板热轧机的作用主要是针对生产工艺需求进行钛合金铸锭热轧开坯和中厚板成品轧制,进而生产出合格的中间板坯和最终成品板材。热轧机的工艺设计理念、机组部件配置、控制精度等装机水平直接决定着钛板产品的力学性能、尺寸公差和表面质量。
钛板的热轧工艺及控制是常规结构金属材料中难度最大的,生产工艺和热轧机等设备的设计计算无法采用轧钢、轧铜、轧铝的常规计算公式(金属晶体类别不同)。因而,通过对钛板热轧工艺的分析进而有针对性的设计热轧机就显得尤为重要。
钛板热轧技术难点:
导致钛板生产难度大的因素很多,但最主要还是钛的滑移系少,室温塑性变形能力差,只有温度升高到700℃以上时,钛板才能获得较好的变形能力。钛板轧制过程中易产生裂纹、产品存在各向异性、生产效率低、成品率低等。钛板热轧技术难点如下:
(1)钛的晶体结构为密排六方,力学性能呈现出显著的各向异性,常温下仅有三个滑移面(基面、棱锥面、棱柱面)和一个滑移方向,生产过程中变形抗力高,因而钛板轧制变形难度大;
(2)钛在常温或潮湿状态下容易和空气和水蒸汽发生化学反应,尤其是温度超过400℃时与氧气的反应剧烈,其氧化膜变为多孔状、较厚且向基体内部快速生长;
(3)钛合金铸锭的加热参数需根据相应合金的高温塑性图进行确定,一般合金如AZ31B的加热温度在450~490℃。部分特殊合金如ZK61M由于含锌量高,合金的高温抗拉强度低、塑性差,同时由于该合金的轧制热效应大,高温轧制时的变形热可使锭坯的温度超过合金的塑性温度范围,进而降低合金的热塑性,因而根据其塑性图确定的加热温度为410℃。同时,必须注意,高微合金化的钛合金不适合热轧,主要是因为二相粒子多会进一步加剧其热轧开裂性,如含Al量超过5%的钛合金AZ91D等就不适合进行热轧生产。
(4)钛板的轧制温度要求严格而且温度范围窄、金属温降快,应变抗力大、加工硬化显著。另外,如果轧制时的道次压下率过大或轧制速度过高,不仅热轧坯料咬入困难,而且还容易出现轧制开裂、产品表面质量差、坯料与轧辊出现粘结等现象。由于以上问题的存在,就要求钛板的热轧工艺技术和轧制设备必须针对其加工特性进行专门的开发与设计。