本發(fā)明涉及鈦帶材，具體是涉及一種復(fù)合鈦鍋用鈦帶制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技水平和大眾消費水平的提高，民用鈦制品領(lǐng)域“鈦健康”理念被大力倡導(dǎo)，而現(xiàn)有的餐廚用具中，炒鍋、燉鍋中為了不粘，普遍使用有毒的特氟隆涂層或者微毒的陶瓷涂層，涂層在長時間使用后會發(fā)生脫落，最終危害人體。而不使用涂層的鍋具如不銹鋼鍋，本身不粘性較差，使用時食物經(jīng)常粘鍋影響口感，同時不銹鋼在長時間使用后會有重金屬析出，危害人體健康。

2、鈦及鈦合金具有許多優(yōu)異的物化性能，如：高比強度、高屈服強度、高疲勞極限、非磁性、高熔點、低膨脹系數(shù)、良好的生物相容性和耐腐蝕性能等。因此，從20世紀50年代到70年代分別以“空中金屬”、“陸用金屬”和“海洋金屬”而著稱于工業(yè)界，同時鈦不含重金屬，有抑菌性和良好的生物相容性，在安全要求更高的醫(yī)用植入物領(lǐng)域的已有大規(guī)模應(yīng)用的歷史，因此鈦作為餐廚用鍋一種非常好的材料選擇。

3、目前市場上復(fù)合鈦鍋用的純鈦卷材厚度要求越來越薄，需要量較大的厚度范圍主要是在0.35～0.40mm之間的寬幅產(chǎn)品(990～1020mm)，該規(guī)格純鈦鈦帶生產(chǎn)成本高、難度大，生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)冷軋斷帶、版型不良和性能不合等問題，這會嚴重影響產(chǎn)品成材率及生產(chǎn)成本、后續(xù)軋制復(fù)合也會因此出現(xiàn)軋制復(fù)合不良，結(jié)合力不足等問題。能夠穩(wěn)定、高質(zhì)量的生產(chǎn)出0.35～0.40mm的純鈦帶材是目前復(fù)合層狀鈦帶材料領(lǐng)域亟待解決的問題。

4、為了解決上述問題，本發(fā)明決定設(shè)計一種復(fù)合鈦鍋用鈦帶制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合鈦鍋用鈦帶制備方法。

2、一種復(fù)合鈦鍋用鈦帶制備方法，包括以下步驟：

3、s1、板坯熱軋：

4、制備純鈦板坯，將所述純鈦板坯在加熱爐上加熱，加熱溫度為870～890℃，保溫時間為280～300min，開軋溫度為820～860℃，然后依次進行粗軋與精軋，粗軋總變形量為80～85％，精軋總變形量為85～89％，粗軋和精軋的單道次變形量均為20～45％，粗軋與精軋的軋制速度均為3～5m/s，得到厚度為3.0mm的熱軋鈦帶卷；

5、對所述熱軋鈦帶卷進行拋丸、熱連續(xù)退火和酸洗，得到酸洗鈦卷；其中，熱連續(xù)退火的溫度為700～750℃，行程速度為10～15m/min，退火爐長為100m，保溫時間為6～10min；

6、s2、一次冷軋：

7、將所述酸洗鈦卷在20輥冷軋設(shè)備上進行一次冷軋，一次冷軋的總變形量為66～67％，每道次變形量在10～15％，軋制速度為50～150m/min，軋制力為200～1300kn，得到厚度為1mm的一次冷軋后的鈦卷；

8、s3、去應(yīng)力退火：

9、對所述一次冷軋后的鈦卷進行脫脂去油，再在真空罩式爐中以階梯式升溫的方法進行去應(yīng)力退火，真空度為0.1～1pa，退火溫度為570～590℃，保溫時間為10～14h，隨爐冷卻后得到一次退火的鈦卷；

10、s4、二次冷軋：

11、對所述一次退火的鈦卷進行拉矯，得到不平度≤8mm/m的鈦卷，再將所述鈦卷在20輥冷軋設(shè)備上進行二次冷軋，二次冷軋的總變形量為64.5～65.5％，每道次變形量在10～15％，軋制速度為50～150m/min，軋制力為200～1300kn，得到厚度為0.35mm的二次冷軋后的鈦卷；

12、s5、成品退火：

13、對所述二次冷軋后的鈦卷進行脫脂去油，再在真空罩式爐中以階梯式升溫的方法進行成品退火，真空度為0.1～1pa，退火溫度為570～590℃，保溫時間為10～14h，隨爐冷卻后得到復(fù)合鈦鍋用鈦帶。

14、進一步地，步驟s1中，所述拋丸下砂量為700～1200kg/min，采用1.5～3.0mm的球形鑄鋼砂，拋丸速度為60～80m/s，噴射角度為35～50°，拋丸時間為5～7min。

15、說明：通過拋丸提高表面粗糙度，適當?shù)拇植诙扔欣诤罄m(xù)的涂層附著，拋丸過程中，鈦帶表面會發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，從而提高表面硬度，適度的表面硬化有利于提高耐磨性和抗疲勞性能，拋丸過程中，表面層的晶粒會發(fā)生細化，形成納米晶結(jié)構(gòu)，這種微觀組織的改變會影響材料的強度、塑性等機械性能。

16、進一步地，步驟s1中，所述酸洗中所用的酸液濃度配比為：濃度為18～24g/l的hf溶液和濃度為160～240g/l的hno3溶液按照1：2.5～3.5的質(zhì)量比混合，酸液溫度為40～50℃。

17、說明：氟化氫能夠有效溶解鈦表面的氧化膜和其他雜質(zhì)，而硝酸則能夠溶解金屬表面的污染物，兩者結(jié)合可以實現(xiàn)更徹底的表面清潔；在酸洗過程中，氟化氫和硝酸會在鈦表面形成一層致密的鈍化膜，提高鈦材的耐腐蝕性。

18、進一步地，步驟s1中，所述制備純鈦板材的方法為：

19、將1級及以上的海綿鈦作為原料并壓制得到電極塊，再通過真空自耗爐對所述電極塊進行兩次熔煉得到鈦鑄錠：一次熔煉中，真空度為0.01～0.02pa，熔煉溫度為1550～1650℃，熔煉時間為1～1.5h，一次水冷循環(huán)水壓為0.4～0.6mpa；二次熔煉中，真空度為0.05～0.07pa，熔煉溫度為1850～1950℃，熔煉時間為1.5～2.5h，二次水冷循環(huán)水壓為0.3～0.5mpa；

20、熔煉結(jié)束后對所述鈦鑄錠進行鍛造，始鍛溫度為850～950℃，終鍛溫度為700～800℃，每道次變形量為15～20％，總變形量為70～90％，鍛造比為3.5～4，得到板坯。

21、說明：兩次真空熔煉可以充分熔化和均勻化鈦材成分，使得最終板坯的組織和性能更加均勻；兩次真空熔煉后進行鍛造，可以細化鈦合金的晶粒尺度，提高力學(xué)性能。

22、進一步地，所述電極塊的壓制壓力為25～30mpa，電極塊的密度為3.45～3.55g/cm3。

23、說明：合適的電極塊密度有利于熔煉時的熱量傳遞和金屬流動，有助于成分的均勻化。

24、進一步地，步驟s2中，在進行一次冷軋時，分別對所述酸洗鈦卷的頭部、中間部以及尾部進行上輥和下輥的變輥距軋制，并在每次變輥距時，均對所述酸洗鈦卷進行靜電涂油；

25、其中，所述頭部、尾部分別占酸洗鈦卷的1/8～1/6，記所述中間部的輥距為x，則所述頭部軋制時的輥距為1.2～1.3x，所述尾部軋制時的輥距為1.5～1.8x；其中，x為酸洗鈦卷厚度的1.1～1.3倍；

26、開始軋制前，對頭部所在的酸洗鈦卷進行靜電涂油，涂油量為50～60g/m2，電壓為30～40kv；

27、輥距從頭部變?yōu)橹虚g部時，對中間部所在的酸洗鈦卷進行靜電涂油，涂油量為80～100g/m2，電壓為70～80kv；

28、輥距從中間部變?yōu)槲膊繒r，對尾部所在的酸洗鈦卷進行靜電涂油，涂油量為60～70g/m2，電壓為40～50kv。

29、說明：分區(qū)控制輥距和涂油量能夠更精細地調(diào)整各部位的軋制力和潤滑狀態(tài)，從而提高成品的厚度精度和表面質(zhì)量一致性；鈦材頭部和尾部由于卷材結(jié)構(gòu)或設(shè)備啟動/停止過程中的不穩(wěn)定性，更易產(chǎn)生缺陷。通過調(diào)整這些部分的輥距和優(yōu)化涂油，可以減少斷帶率，降低損傷風(fēng)險；精確控制的輥距和油膜可以改善鈦卷的表面光潔度，靜電涂油還有助于形成保護膜，增強成品的防腐性能。

30、進一步地，所述靜電涂油的潤滑油按質(zhì)量百分比計包括：丁基羥基甲苯1～2％、甘油3～5％、己基十二烷基水楊酸4～7％、乙烯基硅酸鈉1～2％、鈦酸正丁酯2～3％，曼尼希堿1～2％，丁二酰亞胺0.5～1％，以及余量的礦物油。

31、說明：丁基羥基甲苯作為抗氧化劑，能有效防止油劑氧化，延長油膜的保護周期，提高鈦材的防銹能力；甘油和己基十二烷基水楊酸等成分增強油膜在鈦材表面的附著力，減少摩擦，保證冷軋過程中的潤滑效果；鈦酸正丁酯和乙烯基硅酸鈉有助于形成致密的保護膜，減少表面劃痕，提高成品的表面光潔度；曼尼希堿和丁二酰亞胺可以增強油劑的防腐蝕效果；這些成分的混合使用，確保了油劑在靜電噴涂時的均勻分散，避免了油膜的不均和積聚，提高了涂油的均勻性和穩(wěn)定性；礦物油作為基油，與上述添加劑的協(xié)同作用下，能適應(yīng)鈦材加工過程中的溫度變化，保持油劑的性能穩(wěn)定。

32、進一步地，步驟s3和步驟s5中，所述階梯式升溫的方法為：先在2h內(nèi)從20～25℃升溫到190～210℃，并在190～210℃保溫2h，再在2.5h內(nèi)從190～210℃升溫到440～460℃，并在440～460℃保溫4h；最后在12h內(nèi)從440～460℃升溫到570～590℃。

33、說明：直接快速升溫會導(dǎo)致材料內(nèi)部溫度梯度較大，容易產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，引發(fā)變形或裂紋，階梯式升溫可以緩解這種問題；且階梯式升溫可以使材料各部分溫度更加均勻，有利于組織的均勻化，提高材料的性能。

34、與現(xiàn)有的復(fù)合鈦鍋用鈦帶制備方法相比，本發(fā)明的有益效果是：

35、(1)現(xiàn)有技術(shù)制備復(fù)合鈦鍋用鈦帶冷軋變形量較大，冷軋第二軋程易發(fā)生斷帶，成材率和生產(chǎn)效率低，且復(fù)合鈦鍋用鈦帶邊浪大，版型差，無法滿足復(fù)合軋制需求，本技術(shù)的制備方法可以有效解決上述問題，生產(chǎn)過程不易斷帶，可獲得版型優(yōu)良的復(fù)合鈦鍋用鈦帶，卷材表面一致性較高。

36、(2)本技術(shù)的制備方法在兩次冷軋工序之間增加拉矯切邊工藝，改善版型和邊部質(zhì)量，有效避免二次冷軋斷帶。

37、(3)本技術(shù)的制備方法在一次冷軋時分區(qū)控制輥距和涂油量能夠更精細地調(diào)整各部位的軋制力和潤滑狀態(tài)，從而提高成品的厚度精度和表面質(zhì)量一致性；鈦材頭部和尾部由于卷材結(jié)構(gòu)或設(shè)備啟動/停止過程中的不穩(wěn)定性，更易產(chǎn)生缺陷，則通過調(diào)整這些部分的輥距和優(yōu)化涂油，可以減少斷帶率，降低損傷風(fēng)險；精確控制的輥距和油膜可以改善鈦卷的表面光潔度，靜電涂油還有助于形成保護膜，增強成品的防腐性能。