连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112974531A(43)申请公布日2021.06.18(21)申请号202110039078.4(22)申请日2021.01.13(71)申请人南京尚吉增材制造研究院有限公司地址210046江苏省南京市经济技术开发区恒园路龙港科技园B1栋516、517室(72)发明人李永华常辉黄响陈小龙孙中刚(74)专利代理机构南京行高知识产权代理有限公司32404代理人王培松王菊花(51)Int.Cl.B21B3/00(2006.01)B21B45/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统(57)摘要本发明属于钛合金丝材的制备技术领域，提供一种连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，包括钛合金棒材制备装置、补热炉、连续热拉拔轧制装置、梯度降温装置以及快速冷却装置与收线装置。本发明基于降温速率对钛合金成分的影响，钛合金在轧制后由近β相区向常温过度时，其内部的组织结构受到过冷度的影响较大，如果过冷度较高，钛合金内部很容易产生马氏体相，对钛合金的力学性能容易产生较大的影响，因此在本发明连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统首先保证钛合金内部产生足够多的α相，使得钛合金丝材快速进入两相区。当丝材进入两相区后，可以采取快速冷却的方式，使丝材的温度迅速下降至400℃，最后送入收线装置进行收线。CN112974531ACN112974531A权利要求书1/2页1.一种连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，包括钛合金棒材制备装置、补热炉、连续热拉拔轧制装置、梯度降温装置以及快速冷却装置与收线装置；所述钛合金棒材制备装置，用于通过结晶器结晶制备钛合金棒材；所述补热炉，用于对钛合金棒材进行加热，以达到钛合金棒材预定的连续热拉拔轧制温度区间；所述连续热拉拔轧制装置，用于对补热后的钛合金棒材进行连续热拉拔轧制，轧制钛合金丝材；所述梯度降温装置，与连续热拉拔轧制装置的出口连接，采用三段式降温区段对拉出的钛合金丝材降温；所述三段式降温区段分别在第一区段降温炉、第二区段降温炉、第三区段降温炉中实现，第一区段降温炉设定的恒温区为800‑900℃范围，第二区段降温炉设定的恒温区为700‑800℃范围，第三区段降温炉设定的恒温区为600‑700℃范围；所述快速冷却装置，包括一与梯度降温装置出口连接的冷却箱以及位于冷却箱内的至少一个冷却通道和压缩空气快速冷却装置，所述至少一个冷却通道用于接收从梯度降温装置梯度降温后的钛合金丝材，通过压缩空气快速冷却装置吸入冷空气在冷却通道中进行热交换，对钛合金丝材快速降温；所述收线装置，与快速冷却装置的出口连接，用于接收冷却后的钛合金丝材和收线。2.根据权利要求1所述的连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，所述冷却箱为水平横置的长方体冷却箱，并在内部设置至少两个冷却通道，每个冷却通道构造成沿着纵长方向的凹槽，供钛合金丝材通过，冷却通道入口连接到梯度降温装置的出口，冷却通道的出口连接到收线装置。3.根据权利要求2所述的连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，所述压缩空气快速冷却装置包括与冷却通道连通的风筒，多个风筒沿着冷却通道方向间隔排列，并且每个风筒的上部设置进气管道，连接到一压缩空气冷箱，在冷却通道的凹槽下方并在风筒范围内对应设置至少一个排气管道，连接到所述压缩空气冷箱，每个风筒的内部设置扇叶、并通过电机驱动旋转以形成负压，从进气管道抽入冷空气，在冷却通道进行热交换后，经由排气管道排入压缩空气冷箱，所述压缩空气冷箱设置有制冷装置。4.根据权利要求1所述的连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，所述梯度降温装置的三段式降温区段中通入惰性气体保护气。5.根据权利要求1所述的连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，所述梯度降温装置的三段式降温区段中设置有测温装置，用于检测通过的钛合金丝材温度以事实调整炉膛加热温度，保持不同区段内的恒温范围。6.根据权利要求1所述的连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，所述压缩空气冷箱设置有空气压缩机，用于调整空气压缩比例以保持冷却通道内的温度梯度维持均匀。7.根据权利要求1所述的连铸连轧制备钛合金丝材的可控短流程制备系统，其特征在于，所述收线装置包括框架式主体，框架式主体朝向快速冷却装置的方形设置有一收线入口，供钛合金丝材穿过；所述框架式主体内还包括驱动电机、传动轴、收线盘、导轨以及前端摇臂与后端摇臂，所述收线盘通过导轨移入和移出框架式主体的内部；2CN112974531A权利要求书2/2页其中驱动电机固定到框架式主体的上部，并驱动传动轴旋转，收线盘包括与