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      一種旋壓坩堝用寬幅鉬板帶的軋制方法

      文檔序號:3127989閱讀:169來源:國知局
      一種旋壓坩堝用寬幅鉬板帶的軋制方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋壓坩堝用寬幅鉬板帶的軋制方法,包括下列步驟:1)取粉末冶金燒結(jié)鉬板坯,在氫氣氣氛下,加熱后以28~30m/min的軋制速度進行4道次軋制,空冷,堿洗,得鉬板A;2)取鉬板A,在氫氣氣氛下,加熱后沿與開坯熱軋垂直方向,以40~44m/min的軋制速度進行3道次交叉軋制,退火,得鉬板B;3)取鉬板B,在氫氣氣氛下,加熱后以90~100m/min的軋制速度進行軋制,后進行平整,即得。本發(fā)明的旋壓坩堝用寬幅鉬板帶的軋制方法,所得成品鉬板規(guī)格大,寬度達1100mm,厚度可小于1mm,粗晶粒較少、晶粒間隙小、致密度均勻、夾雜物較多、成品率高,適用于制造大規(guī)格、高質(zhì)量的旋壓式坩堝。
      【專利說明】一種旋壓坩堝用寬幅鉬板帶的軋制方法

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明屬于鑰板軋制【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及一種旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法。

      【背景技術(shù)】
      [0002] 大規(guī)格旋壓坩堝具有高純度、高密度、高質(zhì)量、使用壽命長、對晶體生長污染小、節(jié) 約材料等優(yōu)點,是大尺寸、高品質(zhì)、低成本藍(lán)寶石生長設(shè)備的核心部件。藍(lán)寶石作為一種重 要的技術(shù)晶體,已被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。近年來,隨著現(xiàn) 代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對藍(lán)寶石晶體材料的尺寸、質(zhì)量不斷提出新的要求。大規(guī)格旋壓坩堝是 采用寬幅軋制的鑰板帶加工而成的。目前,隨著國內(nèi)外市場對大規(guī)格旋壓鑰坩堝需求的增 力口,寬幅軋制鑰板帶產(chǎn)品附加值不斷提高,需求量逐步增大,國內(nèi)鑰深加工企業(yè)紛紛加大了 對大規(guī)格鑰板帶的軋制。然而,國內(nèi)鑰板加工企業(yè)實際生產(chǎn)起步較晚,乳制技術(shù)滯后,生產(chǎn) 規(guī)模不大。市場上用于旋壓坩堝加工的鑰板帶,規(guī)格較小,寬度不足700mm,厚度4mm以上, 且沒能經(jīng)過平整,鑰板表面質(zhì)量和平直度較低。鑰板帶寬度不足、厚度太大、致密度不均勻、 表面平直度差,嚴(yán)重影響了加工出來的旋壓坩堝的質(zhì)量、規(guī)格和使用性能,進而嚴(yán)重制約著 大尺寸、高品質(zhì)、低成本藍(lán)寶石的生長。同時,現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中軋制出來的鑰板帶還存在粗 晶粒較多、晶粒間隙大、晶粒結(jié)合強度不高、夾雜物較多、乳廢率高的問題,這些問題不但影 響鑰板帶的表面質(zhì)量,還嚴(yán)重影響了鑰板帶的使用性能,如乳制出的鑰板帶寬度、厚度,影 響著鑰坩堝的規(guī)格大小、產(chǎn)品重量和成本控制;晶粒致密度和結(jié)合強度,也嚴(yán)重影響著加工 出來的鑰坩堝質(zhì)量和使用性能等技術(shù)問題;這些問題制約著以鑰板帶為基礎(chǔ)材料的延伸產(chǎn) 品領(lǐng)域的拓展。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003] 本發(fā)明的目的是提供一種旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,解決現(xiàn)有鑰板帶寬 度不足、厚度太大、粗晶粒較多、晶粒間隙大、致密度不均勻、晶粒結(jié)合強度不高、夾雜物較 多、乳廢率高的問題。
      [0004] 為了實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
      [0005] -種旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,包括下列步驟:
      [0006] 1)開坯熱軋:取粉末冶金燒結(jié)鑰板坯,在氫氣氣氛下,加熱至1480?1500°C,以不 小于28m/min的軋制速度進行4道次軋制,空冷,堿洗,得鑰板A ;
      [0007] 2)交叉溫軋:取步驟1)所得鑰板A,在氫氣氣氛下,加熱至1100?1150°C,沿與 開坯熱軋垂直方向,以不小于44m/min的軋制速度進行3道次交叉軋制,退火,得鑰板B ;
      [0008] 3)溫軋平整:取步驟2)所得鑰板B,在氫氣氣氛下,加熱至1100?1150°C,以不 小于90m/min的軋制速度進行軋制,后進行平整,即得。
      [0009] 步驟1)中,所述粉末冶金燒結(jié)鑰板坯包括以下質(zhì)量百分比的組分:Si 0· 0027%?0· 0033%,Ca 0· 0018%?0· 0022%,Mg 0· 0018%?0· 0022%,P 0· 0009%? 0.0011%,C 0.018%?0· 022%,0 0.0027%?0·0033%,Ν 0.0027%?0.0033%,余量為 Mo。
      [0010] 步驟1)所述開坯熱軋中,第一道次乳制之前,鑰板坯加熱后保溫120min ;第二、第 三、第四道次每次軋制之前,鑰板坯加熱后保溫40?50min。
      [0011] 上述保溫的溫度均為1480?1500°C。
      [0012] 步驟1)的開坯軋制過程中,鑰板坯的溫度保持在1480?1500°C。
      [0013] 步驟1)中,所述乳制速度為28?30m/min。
      [0014] 步驟1)所述4道次軋制中,第一、第三道次沿平行方向軋制,第二、第四道次沿垂 直方向交叉乳制。
      [0015] 步驟1)所述4道次軋制中,第一道次軋制的變形率為22%?27%,第二、第三、第 四道次軋制每次壓下的厚度分別占壓下前總厚度的35%?40%。
      [0016] 步驟1)中所述堿洗是用熔融態(tài)堿進行清洗。堿洗后經(jīng)水洗,用砂輪打磨氧化皮和 裂紋。
      [0017] 所述堿洗使用的堿為氫氧化鈉。
      [0018] 在進行交叉溫軋之前,將步驟1)所得鑰板A的頭部進行剪切處理,可有效控制起 皮分層,以獲得良好的表面質(zhì)量。
      [0019] 步驟2)中,所述3道次交叉軋制之前,鑰板A加熱至1100?1150°C并保溫預(yù)熱 20 ?22min〇
      [0020] 步驟2)中,所述交叉軋制的方向與步驟1)的開坯熱軋中第一道次和第三道次的 軋制方向垂直。
      [0021] 步驟2)中,所述乳制速度為44?48m/min。
      [0022] 步驟2)中,所述3道次交叉軋制,每次乳制壓下的厚度占壓下前總厚度的30%? 35%。
      [0023] 步驟2)的交叉軋制,平均變形率為30 %?35%。
      [0024] 步驟2)中,所述退火是在氫氣氣氛下,將鑰板加熱至800?900°C并保溫55? 65min后,空冷。
      [0025] 優(yōu)選的,所述退火是在氫氣氣氛下,將鑰板加熱至850°C并保溫60min后,空冷。
      [0026] 步驟3)中,所述軋制之前,鑰板B加熱至1100?1150°C并保溫預(yù)熱20?22min。
      [0027] 步驟3)中,所述乳制速度為90?100m/min。
      [0028] 步驟3)中,所述軋制的變形率為2 %?3 %。
      [0029] 步驟3)中所述平整的速度小于90m/min。
      [0030] 所述平整用平整機的支撐棍為平棍,圓柱度為0. Olmm ;工作棍的圓柱度為 0. 005mm,粗糙度為0. 4 ;上輥中高為0. 004mm,下輥為平輥,兩根軋輥直徑偏差為0. 01mm。
      [0031] 所述平整機入口部位的吹掃系統(tǒng),采用儀表氣。儀表氣的含水量和雜質(zhì)少,減少鑰 板帶表面的污物。
      [0032] 本發(fā)明的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法中,各控制條件的優(yōu)化選擇如下:
      [0033] 步驟1)中加熱溫度為1480?1500°C,能有效降低鑰板的變形抗力,防止鑰板晶粒 變大;能彌補板坯從加熱爐到軋制過程中的熱量損失,有利于鑰板的塑性變形。預(yù)熱時間為 40?50min,鑰板坯溫度均勻,同時消除軋制應(yīng)力,避免了微裂紋的產(chǎn)生。
      [0034] 步驟1)在開坯軋制過程中,初道次(第一道次)變形率一般為22%?27%,以后 每次壓下的厚度占壓下前總厚度的35%?40%。在開坯軋制過程中,要求軋制壓力能夠?qū)?坯料壓合在原子引力范圍內(nèi),以增加鑰板帶機械強度;要求不能出現(xiàn)分層、開裂現(xiàn)象。初道 次變形率一般不能小于22%,初道次變形率小,乳制壓力不足以將坯料壓合在原子間引力 范圍內(nèi),晶粒間的間隙不能完全被焊合,影響鑰板帶機械強度;初道次變形率小,使軋制力 不能深入到板坯內(nèi)部,會導(dǎo)致板坯變形不均勻,容易導(dǎo)致后續(xù)軋制時分層、開裂現(xiàn)象發(fā)生。 在開坯軋制過程中,初道次變形率一般不能大于27%,初道次變形率大,鑰板變形抗力也增 大;在掃描電鏡下可以觀察到,板材內(nèi)部會出現(xiàn)細(xì)小裂紋;進一步軋制時,微裂紋發(fā)生擴展 匯聚,從而產(chǎn)生宏觀上的裂紋。
      [0035] 步驟1)在開坯軋制過程中,要保持軋制速度28?30m/min。軋制速度一般不能低 于28m/min,軋制速度較低時,乳制過程中軋輥與板坯之間會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,這不利于鑰板 坯咬合,需借助較大的喂料推力得以實現(xiàn);乳制速度過低,鑰板坯降溫速度快,氧化加劇,影 響開坯階段軋制次數(shù),降低生產(chǎn)效率;乳制速度過低,鑰板坯的變形抗力會增大。軋制速度 的高速選擇,一般越高越好;但也有一定的限制,一般是根據(jù)設(shè)備加工能力、人員操作水平 和軋制操作經(jīng)驗選擇的。
      [0036] 步驟1)在開坯軋制過程中,第一次、第三次沿平行方向軋制,第二次、第四次沿垂 直方向交叉軋制。軋制鑰板時,與軋制方向垂直的方向,乳制后的鑰板容易形成各向異性, 通過換向軋制的方式,可以減少鑰板的各向異性,提高鑰板的性能。
      [0037] 在開坯熱軋后、交叉溫軋前,對熱軋工序坯料的頭部進行剪切處理,有效地控制起 皮分層,以獲得良好的表面質(zhì)量;頭部剪切后的鑰板,在咬入時軋件受到的沖擊力均勻,故 產(chǎn)生的起皮分層較小。而頭部未經(jīng)剪切的鑰板,由于在咬入時,乳件頭部受到的軋制力不 均,隨著軋制道次數(shù)的增加,其在上一工序產(chǎn)生加工硬化再次影響變形的均勻性,表面不均 勻變形在軋制過程中得到進一步擴展,故產(chǎn)生的起皮分層較為嚴(yán)重。
      [0038] 步驟2)中,加熱溫度為1100?1150°C,預(yù)熱時間20?22min。加熱溫度選擇 IKKTC?1150°C,可與1200mm四輥可逆冷軋機之間形成有效結(jié)合,進行有效的溫軋;可以 有效降低鑰板的變形抗力,防止鑰板晶粒變大。預(yù)熱20?22min,鑰板坯溫度均勻,同時消 除軋制應(yīng)力,避免了微裂紋的產(chǎn)生。
      [0039] 步驟2)在交叉溫軋過程中,每次壓下的厚度占壓下前總厚度的30%?35%。在 交叉軋制過程中,要求軋制壓力保持一定的道次壓下量,以增加鑰板帶機械強度;要求不能 出現(xiàn)分層、開裂現(xiàn)象。
      [0040] 步驟2)在交叉溫軋過程中,要保持軋制速度40?44m/min。軋制速度一般不能低 于40m/min,軋制速度較低時,乳制過程中軋輥與板坯之間會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,這不利于鑰板 坯咬合,需借助較大的喂料推力得以實現(xiàn);乳制速度過低,鑰板坯降溫速度快,氧化加劇,影 響開坯階段軋制次數(shù),降低生產(chǎn)效率;乳制速度過低,鑰板坯的變形抗力會增大。軋制速度 的高速選擇,一般越高越好,但也有一定的限制,一般是根據(jù)設(shè)備加工能力、人員操作水平 和軋制操作經(jīng)驗選擇的。
      [0041] 步驟2)在交叉溫軋過程中,將軋制后的鑰板加熱至850°C退火,保持時間60min后 空冷。通過掃描電鏡分析,鑰板晶粒之間相互交錯、排列緊湊,這說明在850°C退火后,鑰板 的橫向和縱向的綜合性能均良好。
      [0042] 步驟2)在交叉溫軋過程中,沿開坯軋制垂直方向交叉軋制。通過換向軋制的方 式,可以減少鑰板的各向異性,提高鑰板的性能。
      [0043] 步驟3)在溫軋平整過程中,將鑰板加熱至1100?1150°C,預(yù)熱時間20?22min, 軋制速度90?100m/min,變形率為2 %?3 %。這是在溫軋平整過程中,有效結(jié)合1200mm 四輥可逆冷軋機裝備情況,依據(jù)軋制時各種因素對板形的影響程度,對鑰板形缺陷進行有 效的控制方法,可以有效降低鑰板的變形抗力,防止鑰板晶粒變大。預(yù)熱20?22min,鑰板 坯溫度均勻,同時消除平整軋制時的應(yīng)力。
      [0044] 步驟3)在溫軋平整過程中,通過改進平整機入口部位的吹掃系統(tǒng),增加一排噴 嘴,噴嘴吹風(fēng)方向與鑰板之間的夾角為145度。通過加大吹掃風(fēng)速和風(fēng)量,吹掃走鑰板帶表 面的污物;采用含水量和雜質(zhì)少的儀表氣,減少鑰板帶表面的污物;鑰板帶表面清潔度提 高90%以上,目測已經(jīng)看不到任何的水漬和斑點。
      [0045] 步驟3)在溫軋平整過程中,控制平整機的平整速度小于90m/min,把平整機產(chǎn)生 自激振現(xiàn)象控制在速度范圍內(nèi),可以有效控制水平振動,防止鑰板出現(xiàn)軋制振動紋。
      [0046] 步驟3)在溫軋平整過程中,通過對生產(chǎn)加工監(jiān)控,控制換輥周期。通過生產(chǎn)監(jiān)控 和加工統(tǒng)計,分析加工統(tǒng)計數(shù)據(jù),可以得到換輥的一般規(guī)律性周期,提早預(yù)防鑰板平整軋制 振動紋的產(chǎn)生。如果在加工過程中,一旦輥子出現(xiàn)振動跡象,或者是鑰板表面出現(xiàn)振動紋, 應(yīng)立即換輥。
      [0047] 本發(fā)明的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其中,開坯熱軋工藝:在氫氣保護氣 氛下,對鑰板?進行加熱,控制好一定變形率,一定的乳制速度,一定的加熱溫度,利于熱乳 機對鑰板坯進行開坯軋制;交叉溫軋工藝:在氫氣保護氣氛下對鑰板進行加熱,利用熱軋 機對鑰板坯進行多火次多道次交叉熱軋;溫軋平整工藝:在氫氣保護氣氛下對鑰板進行加 熱,利于平整軋機對軋制后鑰板進行平整,改善鑰板帶的平直度,去除屈服應(yīng)力,提高鑰板 帶的沖壓成型性能。
      [0048] 本發(fā)明的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,是以燒結(jié)純鑰板坯為原料,依次進 行開坯熱軋、交叉溫軋和溫軋平整工藝,所得旋壓坩堝用寬幅鑰板帶成品規(guī)格較大,寬度達 1100mm,厚度可小于1mm,厚度公差在± 1 %以內(nèi),粗晶粒較少、晶粒間隙小、致密度均勻、夾 雜物較多、成品率高;其成品使用性能和表面質(zhì)量較高,極大地提高了加工出的旋壓坩堝的 質(zhì)量、規(guī)格和使用性能,適用于制造大規(guī)格、高質(zhì)量的旋壓式坩堝。

      【具體實施方式】
      [0049] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
      [0050] 實施例1
      [0051] 本實施例的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,包括下列步驟:
      [0052] 1)開坯熱軋:
      [0053] 取粉末冶金燒結(jié)鑰板述,規(guī)格57_X450_X360mm,密度9. 6g/cm3,單重88kg, 該鑰板坯包括以下質(zhì)量百分比的組分:Si 0. 003%,Ca 0. 002%,Mg 0. 002%,P 0. 001%, CO. 02%,0 0· 003%,N 0· 003%,余量為 Mo ;
      [0054] 將鑰板坯放入450kw中頻感應(yīng)加熱爐內(nèi),在有氫氣保護氣氛下,加熱至1490°C, 保溫預(yù)熱120min ;將預(yù)熱后的鑰板坯置于<i)800mmX1200mm二輥不可逆式熱軋機上,以 29. 5m/min的軋制速度進行開坯熱軋;在開坯熱軋過程中,保證鑰板坯的溫度在1480? 1500°C之間;第一道次軋制之后的每道次(第二、第三、第四道次)軋制之前,將鑰板坯加熱 至1490°C并保溫40min ;
      [0055] 熱軋的道次為4次,第一、第三道次沿平行方向軋制,第二、第四道次沿垂直方 向交叉軋制;第一道次的變形率為26%,以后每次壓下的厚度占壓下前總厚度的35%? 40% ;具體壓下量如表1所示:
      [0056] 表1實施例1中開述熱乳壓下量表 [00571

      【權(quán)利要求】
      1. 一種旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:包括下列步驟: 1) 開坯熱軋:取粉末冶金燒結(jié)鑰板坯,在氫氣氣氛下,加熱至1480?1500°C,以不小于 28m/min的軋制速度進行4道次軋制,空冷,堿洗,得鑰板A ; 2) 交叉溫軋:取步驟1)所得鑰板A,在氫氣氣氛下,加熱至1100?1150°C,沿與開坯 熱軋垂直方向,以不小于44m/min的軋制速度進行3道次交叉軋制,退火,得鑰板B ; 3) 溫軋平整:取步驟2)所得鑰板B,在氫氣氣氛下,加熱至1100?1150°C,以不小于 90m/min的軋制速度進行軋制,后進行平整,即得。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟1)所 述開坯熱軋中,第一道次軋制之前,鑰板坯加熱后保溫120min ;第二、第三、第四道次每次 乳制之前,鑰板述加熱后保溫40?50min。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟1)所 述4道次軋制中,第一、第三道次沿平行方向軋制,第二、第四道次沿垂直方向交叉軋制。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟 1)所述4道次軋制中,第一道次軋制的變形率為22%?27%,第二、第三、第四道次軋制每 次壓下的厚度分別占壓下前總厚度的35%?40%。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟2) 中,所述3道次交叉軋制之前,鑰板A加熱至1100?1150°C并保溫預(yù)熱20?22min。
      6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟2) 中,所述3道次交叉軋制,每次車L制壓下的厚度占壓下前總厚度的30 %?35 %。
      7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟2) 中,所述退火是在氫氣氣氛下,將鑰板加熱至800?900°C并保溫55?65min后,空冷。
      8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟3) 中,所述軋制之前,鑰板B加熱至1100?1150°C并保溫預(yù)熱20?22min。
      9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟3) 中,所述軋制的變形率為2 %?3 %。
      10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋壓坩堝用寬幅鑰板帶的軋制方法,其特征在于:步驟3) 中所述平整的速度小于90m/min。
      【文檔編號】B21B1/30GK104475450SQ201410673389
      【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
      【發(fā)明者】蔣煥迎, 李臨潔, 張國杰, 蔣煥召 申請人:鄭州通達重型機械制造有限公司
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