專利名稱：一種超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈦或鈦合金管制造方法，特別是涉及一種超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法。

背景技術(shù)：
我國(guó)自跨入二十一世紀(jì)以來，鈦生產(chǎn)進(jìn)入了飛速發(fā)展階段。2001年以前我國(guó)鈦生產(chǎn)基本上為2000噸左右，而近5年來海綿鈦和鈦材產(chǎn)量均連創(chuàng)新高；2005年全國(guó)海綿鈦年產(chǎn)能力已達(dá)13000噸，實(shí)際產(chǎn)量為9500噸，全國(guó)鈦或鈦合金錠生產(chǎn)量達(dá)1.6萬(wàn)余噸，同比增長(zhǎng)37.3％；加工材近1萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)17％。盡管鈦生產(chǎn)量高速增長(zhǎng)，但仍無法滿足國(guó)內(nèi)需求，并大量進(jìn)口。2005年我國(guó)進(jìn)口海綿鈦1700余噸，進(jìn)口加工材5700噸，同比增長(zhǎng)35.8％。近幾年由于我國(guó)電力工業(yè)的高速發(fā)展，鈦管需求突顯缺口。2005年我國(guó)全國(guó)生產(chǎn)鈦管1720余噸，但進(jìn)口卻高達(dá)2978噸，同比增加101.9％。這一數(shù)字充分表明，我國(guó)鈦管工業(yè)已無法適應(yīng)國(guó)家其他工業(yè)發(fā)展需求的步伐，而電站所需的超長(zhǎng)度薄壁管材更是無法供應(yīng)。而且目前我國(guó)生產(chǎn)的鈦管或鈦合金管最大長(zhǎng)度為9米，且主要是較易加工的純鈦管，目前還不能夠成產(chǎn)12米～16米超長(zhǎng)薄壁鈦或鈦合金管。這個(gè)嚴(yán)峻問題主要是由于鈦合金的抗高溫、高強(qiáng)度、難變形等特點(diǎn)，加工成形難度極大。
有關(guān)鈦與鈦合金管的制造方法，目前有穿孔管坯軋制法、鈦或鈦合金帶材成形焊接法和擠壓法。鈦或鈦合金帶材成形焊接法是將鈦或鈦合金鑄坯經(jīng)多道工序軋成帶材，再進(jìn)行光亮退火、縱剪分條處理，然后在成形焊管機(jī)上進(jìn)行成形焊接，這樣的方法雖然成產(chǎn)成本低，但是由于其有焊縫，因而在重要的使用場(chǎng)合和中高壓流體輸送管道上就不能使用了，其應(yīng)用有限制。擠壓法是將鈦或鈦合金鑄坯加熱到1100℃以上后，送入擠壓機(jī)擠壓成管坯，后經(jīng)過多道次的軋制和退火處理再加工制造成產(chǎn)品管材，由于需要大型的擠壓機(jī)，而且其成品的內(nèi)外表面質(zhì)量差，成本較高，而很少被采用。而目前比較經(jīng)常使用的穿孔管坯軋制法制造鈦或鈦合金管的制造工藝包含以下步驟鈦或鈦合金管坯的表面處理；將鈦或鈦合金管坯制作成鈦或鈦合金荒管；對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制；對(duì)軋制后的鈦或鈦合金管軋件進(jìn)行矯直。這種方法是目前比較普遍的方法，但是目前也只能是生產(chǎn)長(zhǎng)度為9米以下的鈦或鈦合金管，因?yàn)樵谲堉七^程中由于在對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制分為軋制開坯和精軋階段，軋制溫度較高容易產(chǎn)生氧化層，軋制溫度規(guī)定則難以加工，因此一些企業(yè)為了解決氧化層的問題，鈦或鈦合金管是在真空或惰性氣體氣氛中進(jìn)行軋制，這樣雖然解決了鈦或鈦合金管產(chǎn)生氧化層的問題，但是卻因?yàn)樾枰~外提供真空或惰性氣氛的裝置而大大提高了生產(chǎn)成本。目前在鈦或鈦合金管軋制的過程中軋制速度過高或過低時(shí)，不是氧化現(xiàn)象比較嚴(yán)重就是軋制效果不好，且當(dāng)軋制速度過高時(shí)容易出現(xiàn)“粘鋼”現(xiàn)象。另外由于鈦的回彈性高、硬化趨向高、散熱系數(shù)低，導(dǎo)熱性不好，在軋制過程中熱量不容易散發(fā)，也容易出現(xiàn)“粘連”和“粘鋼”現(xiàn)象，使得軋制的鈦或鈦合金管的表面變得很粗糟、表面質(zhì)量差，需要磨修后再進(jìn)行后續(xù)道次的軋制，磨修消耗較大，比較浪費(fèi)材料?，F(xiàn)在一些企業(yè)在裝置過程中使用機(jī)械油作為潤(rùn)滑劑，在軋制的過程中這樣的機(jī)械油在溫度上升后變稀不能保證在軋制件與軋錕之間能形成潤(rùn)滑膜，造成“粘連”、“粘鋼”現(xiàn)象出現(xiàn)，磨修消耗較高，造成不必要的浪費(fèi)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而完成的發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種能夠降低生產(chǎn)成本、避免軋制過程中出現(xiàn)“粘連”現(xiàn)象而影響產(chǎn)品質(zhì)量的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，同時(shí)該方法避免材料浪費(fèi)，且能夠生產(chǎn)12米～16米超長(zhǎng)鈦或鈦合金管。
本發(fā)明的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法，依次按照以下步驟進(jìn)行鈦或鈦合金管坯的表面處理；將所述鈦或鈦合金管坯制作成鈦或鈦合金荒管；對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制；對(duì)所述軋制件進(jìn)行矯直，其特征在于所述對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制軋制過程中，以60～70轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制。
本發(fā)明還有以下附加的技術(shù)特征 在對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，使用粘度大于10的潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑。
更進(jìn)一步的優(yōu)先方案為在所述對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，以65轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制。
在對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，使用粘度為12的潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑。
本發(fā)明的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) 1).由于對(duì)鈦或鈦合金荒管以60～70轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制，可以保證對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制工藝，同時(shí)控制鈦或鈦合金荒管的溫度上升的速度，使得溫度上升速度比較慢，保證在空氣氣氛中對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制溫度不會(huì)太高，控制氧化層的產(chǎn)生，產(chǎn)生比較薄的氧化層，薄的氧化層可以在軋制開坯后進(jìn)行的除油酸洗過程中去除。這樣就保證鈦或鈦合金管不會(huì)出現(xiàn)“粘連”和“粘鋼”現(xiàn)象，軋制后成品表面比較光滑，不用磨修，節(jié)省鈦或鈦合金管材，提高成品鈦或鈦合金管的質(zhì)量。
2).由于采用本發(fā)明的軋制速度進(jìn)行軋制保證軋制后軋制件的表面光滑，在后續(xù)軋制過程中管子不易產(chǎn)生裂紋或開裂，能夠進(jìn)行多道次的軋制，進(jìn)而能夠生產(chǎn)12米～16米超長(zhǎng)鈦或鈦合金管。
3).由于使用粘度大于10的潤(rùn)滑劑，使得軋制過程中溫度上升潤(rùn)滑劑變稀后依然能夠保證在軋制件與軋輥之間形成潤(rùn)滑膜，避免“粘連”發(fā)生，同時(shí)由于潤(rùn)滑劑在軋制的過程中會(huì)帶走一部分熱量，可以減慢軋制件溫度上升的速度。



圖1本發(fā)明超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法流程圖
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述 本發(fā)明的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法，請(qǐng)參考圖1，依次按照以下步驟進(jìn)行 1.對(duì)鈦或鈦合金管坯進(jìn)行表面處理； 2.將鈦或鈦合金管坯加工制造為鈦或鈦合金荒管； 3.對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制； 4.對(duì)軋制后的軋制件進(jìn)行矯直； 其中步驟1是目前比較常用的，即對(duì)鈦或鈦合金管坯進(jìn)行切斷后將外表皮剝掉，在進(jìn)行磨修或打磨，使得鈦或鈦合金管坯表面比較光滑即可，還可以是在車床上進(jìn)行車加工，只要是能夠?qū)⑩伝蜮伜辖鸸芘鞅砻娴难趸瘜觿兊舨⑩伝蜮伜辖鸸芘鞅砻嫣幚砉饣纯伞?br> 步驟2是將鈦或鈦合金管坯制作成鈦或鈦合金荒管，這一步驟也是按照目前常規(guī)的方法將鈦或鈦合金管坯加熱后導(dǎo)入穿孔機(jī)進(jìn)行穿孔，制成鈦或鈦合金荒管。
步驟3對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制，包括軋制開坯和精軋兩個(gè)過程。這一步驟采用目前比較通用的工藝方式即可。目前通用的工藝方式為將鈦或鈦合金荒管導(dǎo)入軋機(jī)中進(jìn)行第一道次的軋制開坯，對(duì)軋制后的鈦或鈦合金管進(jìn)行除油酸洗，然后進(jìn)行平頭或切斷工藝處理，再對(duì)軋制件進(jìn)行表面處理、退火然后進(jìn)行檢驗(yàn)修磨。如果檢驗(yàn)修磨后未達(dá)到需要的長(zhǎng)度和壁厚，還可返回去按照第一道次的步驟進(jìn)行第二道次、第三道次等若干道次的軋制，直至達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的管長(zhǎng)和壁厚要求。如果軋制后達(dá)到需要的長(zhǎng)度和壁厚，則檢驗(yàn)修磨后直接進(jìn)行精軋，精軋后再除油酸洗、切斷平頭、表面處理、退火后進(jìn)行修磨檢驗(yàn)即完成整個(gè)軋制過程。在這一對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制步驟中，在軋制前需要在鈦或鈦合金荒管外表面噴涂或涂覆有潤(rùn)滑劑，以便軋制過程中在鈦或鈦合金荒管與軋機(jī)的軋錕之間起潤(rùn)滑作用，而每個(gè)道次軋制后進(jìn)行除油酸洗的目的一是除去潤(rùn)滑劑，二是將在軋機(jī)中軋制過程中形成的氧化層除去，避免氧化層對(duì)后續(xù)工藝和產(chǎn)品最終的質(zhì)量造成影響。請(qǐng)參考表1，使用牌號(hào)為TA10、直徑為85mm的鈦合金管坯，經(jīng)過多道次的軋制生產(chǎn)外徑為50.8mm，壁厚為0.899mm，長(zhǎng)度為12.2米的超長(zhǎng)鈦合金管。參考表1，在生產(chǎn)鈦或鈦和金管的過程中，根據(jù)需要的成品的鈦及鈦合金管的長(zhǎng)度和壁厚選擇軋制道次的數(shù)目。軋制開坯過程中的平頭或切斷，是在每一個(gè)道次軋制完成之后，根據(jù)需要軋制出的成品長(zhǎng)度和壁厚選擇或者是將鈦或鈦合金荒管的兩端部切平直，去掉壁厚不均勻的管斷部，或者是將軋制的鈦或鈦合金荒管切斷為兩根后再進(jìn)行下一道次的軋制，如表1中的第四道次的軋制后將軋制后的鈦或鈦合金荒管切斷為兩根，方便下一道次的軋制，才能最終產(chǎn)生長(zhǎng)度為12.28米，壁厚為0.899mm的超長(zhǎng)鈦合金管。軋制開坯和精軋的退火和檢驗(yàn)修磨均是所有鈦或鈦合金管軋制過程中均有的步驟，采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的退火方法即可。
表1生產(chǎn)超長(zhǎng)鈦合金管的工藝步驟
在步驟3中將鈦或鈦合金荒管鈦或鈦合金荒管導(dǎo)入軋機(jī)后以60～70轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制，以這樣的速度進(jìn)行軋制可以既保證能夠?qū)︹伝蜮伜辖鸹墓苓M(jìn)行軋制，又可以降低鈦或鈦合金荒管的溫度上升速度，減少氧化層的產(chǎn)生，避免“粘鋼”，保證軋制后的鈦或鈦合金荒管表面光滑，有利于后續(xù)進(jìn)一步軋制和最終成品的質(zhì)量。同時(shí)由于軋制后的鈦或鈦合金管表面光滑，檢驗(yàn)修磨時(shí)磨修消耗低，節(jié)省材料，而且保證修磨后鈦或鈦合金管的厚度不會(huì)減少，這樣才能保證經(jīng)過多道次軋制后能夠成產(chǎn)12米～16米超長(zhǎng)鈦或鈦合金管，如果軋制速度較高或較低，會(huì)出現(xiàn)“粘鋼”或無法進(jìn)行軋制的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)“粘鋼”現(xiàn)象，軋制出的鈦或鈦合金荒管表面不光滑，檢驗(yàn)修磨時(shí)修磨消耗比較大，需要將鈦或鈦合金荒管的表面打磨深度較深才能夠保證鈦或鈦合金荒管表面光滑并進(jìn)行下道次的軋制，這樣的鈦或鈦合金荒管壁厚比較薄，經(jīng)過四個(gè)或五個(gè)道次的軋制后，管壁已經(jīng)達(dá)到需要的壁厚，但是長(zhǎng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，如果再進(jìn)行軋制，則軋制后的管壁不符合要求且有可能因管壁過薄在具體應(yīng)用過程中引發(fā)危險(xiǎn)。對(duì)鈦或鈦合金荒管軋制進(jìn)一步優(yōu)選的方案為以65轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制。使用牌號(hào)為TA10、外徑為72mm、壁厚為6.5mm的鈦合金管50支分五組軋制成外徑69mm、壁厚為5.5mm的鈦合金管，在軋制過程中采用不同的軋制速度進(jìn)行軋制 第一組采用軋制速度65轉(zhuǎn)/分進(jìn)行軋制，軋后管子外表比較光滑； 第二組采用軋制速度60轉(zhuǎn)/分進(jìn)行軋制，軋后管子外表面尚可，沒有任何毛點(diǎn)； 第三組采用軋制速度70轉(zhuǎn)/分進(jìn)行軋制，軋后管子外表面尚可，沒有任何毛點(diǎn)； 第四組采用軋制速度75轉(zhuǎn)/分進(jìn)行軋制，軋后管子外表面尚可，有小的毛點(diǎn)； 第五組采用軋制速度90轉(zhuǎn)/分進(jìn)行軋制，軋后管子外表面比較毛，進(jìn)入下一道次軋制時(shí)需要磨修，磨修消耗為0.95％。
從以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出軋制數(shù)度在60轉(zhuǎn)/分～70轉(zhuǎn)/分之間軋制的鈦或鈦合金管表面沒有毛點(diǎn)，而且最好為65轉(zhuǎn)/分，這樣的軋制速度保證軋制后管子的表面比較光滑，不需要過多的磨修就可以進(jìn)入下一道次的軋制，節(jié)省鈦或鈦合金荒管的材料，而且可以生產(chǎn)12米～16米超長(zhǎng)鈦或鈦合金管。另外，由于以這樣的軋制速度進(jìn)行軋制，溫度上升較慢，不會(huì)形成氧化層或形成的氧化層比較薄，在軋制后進(jìn)行的除油酸洗過程中就可以除去氧化層，保證鈦或鈦合金管成品的質(zhì)量。
另外，在軋制前在需要軋制的鈦或鈦合金荒管表面噴涂或涂覆有運(yùn)動(dòng)粘度大于10的潤(rùn)滑劑。運(yùn)動(dòng)粘度大于10能夠保證在需要軋制的鈦或鈦合金荒管與軋錕之間形成的潤(rùn)滑膜在軋制時(shí)溫度升高后變稀，但是變稀后的潤(rùn)滑劑仍然能夠在鈦或鈦合金荒管與軋錕之間形成潤(rùn)滑膜，避免發(fā)生“粘鋼”，使得軋制后的鈦或鈦合金管表面比較光滑，沒有毛點(diǎn)，修磨消耗小，節(jié)省鈦或鈦合金荒管材料，且能夠生產(chǎn)12米～16米超長(zhǎng)鈦或鈦合金管。進(jìn)一步優(yōu)選的方案為使用運(yùn)動(dòng)粘度為12的潤(rùn)滑劑。使用牌號(hào)為TA10、外徑為72mm、壁厚為6.5mm的鈦合金管30支分三組軋制成外徑69mm、壁厚為5.5mm的鈦合金管，在軋制前噴涂或涂覆有不同運(yùn)動(dòng)粘度的潤(rùn)滑劑 第一組使用運(yùn)動(dòng)粘度為8的潤(rùn)滑劑，軋制后鈦或鈦合金荒管表面比較光滑毛糙，而且在軋制過程中有“粘鋼”現(xiàn)象。需要修磨后再進(jìn)行軋制，磨修消耗為1％。
第二組使用運(yùn)動(dòng)粘度為10的潤(rùn)滑劑，軋制后鈦或鈦合金荒管表面尚可，簡(jiǎn)單修磨后再進(jìn)行下一道次的軋制，磨修消耗為0.2％。
第三組使用運(yùn)動(dòng)粘度為12的潤(rùn)滑劑，軋制后鈦或鈦合金荒管表面比較光滑，不需要進(jìn)行磨修就可以直接進(jìn)行下一道次的軋制。
以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，噴涂或涂覆運(yùn)動(dòng)粘度大于10的潤(rùn)滑劑，使得軋制后鈦或鈦合金荒管表面質(zhì)量尚可，簡(jiǎn)單磨修或不許經(jīng)過磨修就可以進(jìn)行下一道次的軋制。
本發(fā)明更優(yōu)選的方式為在軋制前在需要軋制的鈦或鈦合金荒管表面噴涂或涂覆有運(yùn)動(dòng)粘度為12的潤(rùn)滑劑，并且將鈦或鈦合金荒管鈦或鈦合金荒管導(dǎo)入軋機(jī)后以65轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制，采用牌號(hào)為TA10、外徑為72mm、壁厚為6.5mm的鈦合金管10支軋制成外徑69mm、壁厚為5.5mm的鈦合金管，結(jié)果軋制后的鈦合金管表面非常光滑，不需要再進(jìn)行磨修就可以直接進(jìn)行下一道次的軋制，節(jié)省材料而且能成產(chǎn)出12米～16米超長(zhǎng)鈦或鈦合金管。
本發(fā)明超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，步驟4對(duì)軋制件進(jìn)行矯直就是目前通用的將精軋工藝處理后的鈦或鈦合金管導(dǎo)入立式矯直機(jī)或者是臥式矯直機(jī)上進(jìn)行矯直的工藝方法。
當(dāng)然，上述實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，并非對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍指引下，還可作出各種等效的變形和變換。所有等同的技術(shù)方案皆屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，依次按照以下步驟進(jìn)行鈦或鈦合金管坯的表面處理；將所述鈦或鈦合金管坯制作成鈦或鈦合金荒管；對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制；對(duì)所述軋制件進(jìn)行矯直，其特征在于所述對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，以60～70轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，其特征在于在對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，使用粘度大于10的潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，其特征在于在所述對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，以65轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，其特征在于在對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，使用粘度為12的潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法，其特征在于在對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，使用粘度為12的潤(rùn)滑劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超長(zhǎng)鈦或鈦合金管的制造方法。依次按照以下步驟進(jìn)行鈦或鈦合金管坯的表面處理；將所述鈦或鈦合金管坯制作成鈦或鈦合金荒管；對(duì)所述鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制；對(duì)所述軋制件進(jìn)行矯直，其特征在于所述對(duì)鈦或鈦合金荒管進(jìn)行軋制過程中，以60～70轉(zhuǎn)/分的軋制速度進(jìn)行軋制，并使用粘度大于10的潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑。本發(fā)明的超長(zhǎng)鈦或鈦合金管制造方法，可以降低成本、避免軋制過程中“粘鋼”，節(jié)省鈦或鈦合金荒管材料、保證產(chǎn)品鈦或鈦合金管的質(zhì)量并能夠生產(chǎn)超長(zhǎng)鈦或鈦合金管。
文檔編號(hào)B21B19/04GK101190445SQ200610145048
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者王忠華, 朱玉寶 申請(qǐng)人:江蘇宏寶集團(tuán)有限公司