钛及钛合金以其优异的耐侵蚀性、高强度和轻质特征,,,,,在航空航天、化工、医疗等领域获得了普遍应用[1]。。。。。。其中,,,,,TA1纯钛箔材具有优异的塑性加工性能和焊接性能,,,,,因其薄而匀称的特点,,,,,在电子、新能源等领域具有辽阔的应用远景[2]。。。。。。然而,,,,,在钛箔材的冷轧历程中,,,,,由于质料自己的特征和工艺参数的重大性,,,,,往往容易泛起板型和尺寸精度问题,,,,,严重影响了产品使用性能要求。。。。。。
拉矫工艺作为一种主要的后续处置惩罚手段,,,,,通过对钛箔材施加一定的拉伸和矫直力,,,,,能够有用改善其板型、外貌质量和尺寸精度。。。。。。拉矫工艺的基来源理是使用拉伸力和矫直力的作用,,,,,使钛箔材在拉伸历程中爆发塑性变形,,,,,从而消除冷轧历程中爆发的剩余应力和外貌不平整征象。。。。。。因此,,,,,研究TA1冷轧钛箔材的拉矫工艺,,,,,关于提高钛箔材的产品质量、降低生产本钱、推动其普遍应用具有主要意义。。。。。。
1、试验质料及拉矫工艺
本次试验所接纳的质料为TA1冷轧钛箔材,,,,,规格为0.25m×500m×Lmm。。。。。。在20辊650mm森吉米尔轧机上,,,,,经多道次冷轧加工,,,,,从0.6mm厚度钛箔材精轧到0.25mm,,,,,碱洗脱脂后举行在线退火处置惩罚,,,,,在线退火温度750~780℃,,,,,速率12~15m/min。。。。。。
本次接纳的拉矫装备为23辊拉矫机,,,,,拉矫张力设定30~50kN,,,,,控制拉伸变形量在0.6%~0.8%,,,,,拉矫历程接纳的拉矫速率为50~60m/min。。。。。。
23辊冷拉伸弯曲矫直机如图1所示,,,,,通过23辊拉伸弯曲矫直机可以有用地矫直钛箔材的板型,,,,,经前后2组S辊使钛箔材遭受一定的张力,,,,,同时接纳小直径事情辊正反交替弯曲带材,,,,,拉伸应力与弯曲应力叠加,,,,,使带材不等长纵向组织在全厚度上同时塑性延伸拉长,,,,,弹性缩短后在全宽度上坚持相同长度,,,,,从而减小或基本消除导致板型不良的带材应力,,,,,从而获得较高的平直度。。。。。。

拉轿机上下轿直辊之间的误差是可以调理的,,,,,如图2所示。。。。。?????善局け唤妙巡牡牟闹省⒑穸取逍偷炔畋鹧≡癫畋鸬墓醴欤,,,,可调理轿直张力T、轿直辊齿合量h、延伸率等参数抵达较高的平直度。。。。。。

2、拉矫对钛箔材板型、外貌转变的影响
2.1拉矫前后钛箔材板型的转变
拉矫前后0.25mm钛箔材的板型前后如图3所示,,,,,从图3(a)中可以看出,,,,,钛箔经20辊冷轧,,,,,碱洗脱脂后,,,,,制品在线退火温度750~780℃,,,,,速率12~15m/min后,,,,,钛箔材双方保存显着的单海浪,,,,,海浪高度10~15mm/m。。。。。。从图3(b)中可以看出,,,,,在拉矫装备为23辊拉矫机上举行拉矫,,,,,拉矫张力设定30~50kN,,,,,控制拉伸变形量在0.6%~0.8%,,,,,拉矫历程接纳的拉矫速率为60m/min。。。。。。拉矫前0.25mm钛箔两侧保存较大的边浪,,,,,经由拉矫后,,,,,边部呈平直状态,,,,,边浪消逝的板型小于即是2mm/m。。。。。。凭证拉矫原理,,,,,在钛箔拉矫历程中,,,,,通过对钛箔材施加一定的拉伸和矫直力,,,,,使钛箔材在拉伸历程中爆发塑性变形,,,,,从而消除冷轧历程中爆发的剩余应力和板面不平整的征象。。。。。。以是,,,,,经23辊拉矫机上拉矫后,,,,,0.25mm厚度的钛箔材,,,,,因轧制历程不匀称变形引起单边浪,,,,,再经由退火后,,,,,轧制变形引起的内部应变力,,,,,获得消除和回复,,,,,质料体现出的征象,,,,,退火后边浪变得越发显着。。。。。。通过拉矫,,,,,质料二次内部应力抵达平衡,,,,,即通过塑性变形的拉伸和矫直,,,,,质料的板面变得平整,,,,,边浪获得改善。。。。。。

2.2拉矫前后对钛箔材外貌粗糙度的影响
TA1厚度0.25mm钛箔材在23辊拉矫机拉矫后,,,,,在100X金相显微镜举行视察,,,,,拉矫前后外貌形貌有显着转变。。。。。。图4所示为厚度0.25mm钛箔材拉矫前后外貌形貌,,,,,比照剖析,,,,,图4(a)中可以看出,,,,,放大100X视察拉矫前钛箔材外貌有着显着轧制流线条纹,,,,,而经23辊拉矫后,,,,,相比拉矫前钛材外貌显着变得光洁一些,,,,,经拉矫轧制纹显着减轻,,,,,外貌越发平整,,,,,拉矫可以使钛箔材外貌变得更光洁一致(图4(b))。。。。。。钛箔材在拉矫机前后张力辊张力的作用,,,,,质料同时受到了纵向拉矫力和弯曲应力的作用,,,,,使得质料外貌爆发细小变形,,,,,消除轧制变形历程形成轧制外貌“细小山峰”形貌,,,,,进一步获得了削减和消除,,,,,因此,,,,,在100X金相显微镜视察后外貌变得越发光洁一致。。。。。。

表1为拉矫前后外貌粗糙度丈量效果,,,,,相比于拉矫前横纵向的外貌粗糙度有显着降低,,,,,质料通过拉矫机矫直单位有稍微的压下量变形,,,,,矫直辊削减了材外貌的“细小山峰”,,,,,外貌粗糙度Ra获得显着改善。。。。。。比照钛箔材横向粗糙度实测值发明,,,,,拉矫前和拉矫后,,,,,横向平均Ra值由0.355μm变为0.311μm,,,,,纵向平均Ra值由0.229μm变为0.194μm。。。。。。从横纵丈量的效果可以得出,,,,,质料轧制外貌横纵粗糙度通过拉矫稍微变形后,,,,,外貌粗糙度降低,,,,,外貌质量获得了改善。。。。。。
2.3拉矫前后对外貌硬度的影响
厚度0.25mmTA1拉矫前后的外貌硬度值丈量比照剖析见表2,,,,,拉矫前质料外貌硬度HV0.5值为111、113和115,,,,,效果批注质料通过制品退火,,,,,在线退火温度750~780℃,,,,,速率12~15m/min后,,,,,质料爆发恢复再结晶,,,,,因轧制变形引起的加工硬化效果完全消除,,,,,在拉矫前变形呈显着单海浪(海浪高度10~15mm/m),,,,,从图3(a)可以看出。。。。。。钛箔材的拉矫工艺相当于质料的二次冷轧变形加工硬化历程,,,,,通过丈量拉矫后质料外貌硬度值HV0.5为124、126和128,,,,,相比拉矫前质料外貌的硬度值略有提高,,,,,质料的强度和塑性转变不大(见表2)。。。。。。

3、拉矫对钛箔材组织及力学性能的影响
3.1拉矫对钛箔材显微组织的影响
图5为拉矫前后的厚度0.25mm钛箔材显微组织,,,,,钛箔经20辊冷轧,,,,,碱洗脱脂后,,,,,制品在线退火温度750~780℃,,,,,速率12~15m/min热处置惩罚后,,,,,质料爆发再结晶恢复征象,,,,,晶粒并爆发长大。。。。。。在100X金相显微组织视察,,,,,拉矫前质料制品退火平均晶粒尺寸31.8μm(图5(a)),,,,,在23辊拉矫机上拉矫,,,,,拉矫后厚度0.25mm钛箔材,,,,,在100X金相显微组织视察,,,,,拉矫后质料制品退火平均晶粒尺寸30.2μm(图5(b))。。。。。。比照剖析,,,,,拉矫前后质料平均晶粒尺寸没有显着的转变,,,,,主要是由于质料拉矫变形量较。。。。。。,,,,拉矫变形按延伸率不凌驾0.8%的参数设定,,,,,质料临界拉矫变形后,,,,,质料内部晶粒未抵达变形条件,,,,,故在0.8%拉矫变形条件下,,,,,质料内部组织基本未没有爆发转变。。。。。。

3.2拉矫对钛箔材拉伸性能的影响
厚度0.25mmTA1拉矫前后的拉伸性能比照剖析见表3,,,,,质料通过制品退火,,,,,在线退火温度750~780℃,,,,,速率12~15m/min后,,,,,质料爆发恢复再结晶,,,,,因轧制变形引起的加工硬化效果完全消除,,,,,拉矫前质料丈量的横向拉伸强度Rm值为312MPa,,,,,屈服强度Rp0.2值为224MPa,,,,,延伸率A50为36.5%,,,,,丈量的纵向拉伸强度Rm值300MPa,,,,,屈服强度Rp0.2值为198MPa,,,,,延伸率A50为46%。。。。。。拉矫后质料横向和纵向的抗拉强度丈量效果较量靠近,,,,,抗拉强度Rm规模为300~312MPa。。。。。。纵向屈服强度Rp0.2值比横向的略低,,,,,延伸率A50比横向高9.5%。。。。。。效果批注,,,,,在线退火温度750~780℃,,,,,速率12~15m/min,,,,,制品退火质料爆发恢复再结晶,,,,,质料制品横、纵拉伸性能基本恢复轧制变形前状态,,,,,横纵屈服强度差别,,,,,是因钛箔材卷式单向轧制变形,,,,,造成晶粒取向的各向异性(图5(a))。。。。。。在23辊拉矫机上拉矫,,,,,拉矫张力设定30~50kN,,,,,控制拉伸变形量在0.6%~0.8%,,,,,拉矫历程接纳的拉矫速率为50~60m/min厚度0.25mm,,,,,钛箔材抗拉强度Rm和屈服强度Rp0.2值略有提高,,,,,延伸率基本无转变。。。。。。

4、结论
1)设定合理的拉矫矫直工艺参数,,,,,不但可以改善制品纯钛箔单边浪板型问题,,,,,同时经由拉矫直稍微变形,,,,,还可以降低外貌粗糙度,,,,,使外貌质量获得提高。。。。。。
2)制品退火纯钛箔材稍微拉矫前后,,,,,质料内部平均晶粒尺寸巨细基本稳固。。。。。。
3)在线退火的纯钛箔材,,,,,经由稍微的拉矫变形矫直工艺后,,,,,纯钛箔材硬度、强度略有提高,,,,,延伸率A50基本转变不大。。。。。。
参考文献:
[1]李伟,,,,,李争显,,,,,刘林涛,,,,,等.氢燃料电池中钛双极板研究希望[J].钛工业希望,,,,,2018,,,,,35(6):10-15.
[2]温方明,,,,,李渤渤,,,,,陶会发,,,,,等.细密钛箔带材制备及应用[J].质料开发与应用,,,,,2021,,,,,36(2):58-61.


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