鈦及鈦合金具有擁有優(yōu)異的耐腐蝕性能、密度小、比強度高、高溫性能好等一系列優(yōu)點，是新興的結(jié)構(gòu)材料和功能材料，目前廣泛應(yīng)用在航空航天、石油化工、造船、汽車、醫(yī)藥等部門在鈦合金常規(guī)產(chǎn)品類型中，板材是用量最大的一種，已占到鈦材市場的56%左右。在對板材的要求方面，要求化學(xué)成分穩(wěn)定、無偏析，組織細化、均勻，性能穩(wěn)定，表面光潔、美觀、無缺陷等。占鈦合金板材半壁江山的冷軋板，其最主要的質(zhì)量問題是表面缺陷。

由于冷軋鈦板的冶金生產(chǎn)流程長、規(guī)格薄，因此容易出現(xiàn)諸如線狀缺陷、孔洞、夾雜、翹皮、氣泡等缺陷。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，表面缺陷主要有金屬與非金屬壓入物類、孔洞類、機械損傷類、表面裂紋類、油污類和起皮類等。因此有必要對冷軋板材的表面缺陷形成原因進行分析，進而找出相應(yīng)的預(yù)防方法，減少或消除表面缺陷，提高冷軋板產(chǎn)品質(zhì)量。

1、常見的缺陷及形成原因

1.1 夾雜類缺陷

對于冷軋鈦板來說，最容易出現(xiàn)的壓入物問題如圖1。鈦板邊部毛刺和表面異物被壓入產(chǎn)品表面，冷軋板在生產(chǎn)過程中如果不對異物進行處理，或造成質(zhì)量問題，使冷軋板的性能下降。

還會導(dǎo)致外觀不符合標準，異物的壓入會是顏色不均勻，在當(dāng)前高標準精度要求的前提下，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是無法達到此標準的。因此及時清除板坯邊部毛刺和表面異物，搞好文明生產(chǎn)。

1.2 坑洞類表面缺陷

坑洞是薄材鈦板中常見的一種表面缺陷。鈦板表面的孔洞圖2圖3，大部分冷軋軋制后才能形成孔洞，一小部分熱軋表面即已形成孔洞。在凹坑缺陷中，一般可見異常組織，也有出現(xiàn)夾雜物的情況。酸洗時氧化皮沒有清除干凈，或軋制環(huán)境不干凈，污物沾附表面，或軋輥未及時磨削，在軋制時就會被壓入薄板坯形成缺陷。凹坑缺陷出現(xiàn)在板材軋制面之一的局部區(qū)域，有時1個鈦板板材有1~2處肉眼可見的缺陷，嚴重時可達5~6處。缺外貌陷區(qū)有密集凹坑，呈蜂窩狀，已失去原有的金屬光澤。

1.3 機械性損傷缺陷

劃傷、輥痕、壓折是比較常見的機械性損傷缺陷，外觀表現(xiàn)為壓痕、劃傷，其形態(tài)各異，尺寸大小不一。劃傷的產(chǎn)生是導(dǎo)板、輥道以及工具不清潔，有棱角毛刺等(如圖5)，軋制時劃傷表面。劃傷的問題如果不仔細檢查，在后續(xù)的生產(chǎn)中對零件的沖壓會造成開裂，如果是劃傷面積大且深度比較深，會直接導(dǎo)致零件的報廢。如輥痕的出現(xiàn)或?qū)е骡伆宄霈F(xiàn)連續(xù)性的凸狀，還有折疊的凹痕都是會造成鈦板的質(zhì)量出現(xiàn)問題，（如圖6）。以上問題的出現(xiàn)是與軋輥表面的磨損有關(guān)系，磨損嚴重、板角被壓都會造成軋輥出現(xiàn)凹坑，如圖4）。

1.4 表面裂紋類缺陷

表面裂紋缺陷鈦板中常見的一種表面缺陷，主要是由于來料裂邊未除凈，軋制時發(fā)生擴展。裂紋沿軋制方向分布較為密集，但不連續(xù)，其形態(tài)表現(xiàn)為長短不一，粗細不同的長條狀裂紋（如圖7圖8）。冷軋加工率過大，軋制時邊部被拉裂。鈦板在退火時不均勻，容易造成不均勻的表面變形，隨著這種變形在同道次中的累積最終會導(dǎo)致了邊裂的產(chǎn)生。軋輥曲線配置不合理，也可引起邊裂。

對來料進行檢查，出現(xiàn)裂邊的材料要及時清除干凈，在進行軋制過程中心，要調(diào)整好規(guī)程，掌握好軋輥曲線，在退火上要對工藝進行不斷的改進。嚴格把控原材料的質(zhì)量問題，對于選用的原料要保證其合金質(zhì)量，在進行退火完成后進行堿酸洗時，要保證足夠的時間，還有對表面出現(xiàn)的孔洞等質(zhì)量問題要進行及時的清除，保證干凈無質(zhì)量缺陷。

1.5 表面起皮類缺陷

表面起皮類缺陷產(chǎn)生的主要原因是鈦板表面受到了夾雜物和表面氣泡的影響。道次加工率小，軋制道次過多，鈦板軋制的過程中，經(jīng)過壓合作用，最后形成了表面起皮類缺陷。（如圖9圖10）。

1.6 表面粗晶和條狀組織

表面粗精和條狀組織的出現(xiàn)出現(xiàn)是由于擠壓和鍛造所造成的，合金板坯在加工是沒有能夠達到加工率，在退火時的再結(jié)晶沒有充分形成，所以導(dǎo)致軋時出現(xiàn)此類問題（如圖11圖12）。解決此問題的方法記一下保證退火溫度達到要求，在進行開坯時要就要保證合金板坯足夠的變形，讓在結(jié)晶進行的更充分。

2、防止表面缺陷的有效控制措施

2.1 優(yōu)化熔煉、強化設(shè)備管理

冷軋鈦板的過程中，工藝參數(shù)是非常重要的，所以要對參數(shù)進行優(yōu)化，讓材料組織能夠更加具有均勻性，對功率密度也要進行嚴格的控制，讓鈦熔體在爐床的時間達到標準，從而保證合金元素能夠更加均勻話，杜絕出現(xiàn)偏析問題。

輕微小面積壓痕可對工作輥進行及時修磨，嚴重壓痕更換工作輥。根據(jù)軋制規(guī)格變化及時進行軋輥的調(diào)配，改善軋輥冷卻，降低鈦板的變形不均。①勤觀察、勤換輥，如壓下無力，軋輥直徑小、磨損不均時，應(yīng)及時換輥 ；②認真驗收來料，嚴格執(zhí)行中間坯標準，如發(fā)現(xiàn)來料橫向板差大、“山＂形鐵等缺陷，應(yīng)及時分選并單獨組織生產(chǎn) ；③盡量用干凈的機械油作潤滑劑，如軋輥溫度過高，也可以油、水混合軋制，但要防止板溫和輥溫不均 ；④將工作輥軸承箱兩側(cè)加厚，增加滑板厚度，防止串動 ；⑤合理分配壓下(按壓下量隨道次逐漸減小的原則)，使其均勻變形。以上措施基本上解決了純鈦冷軋板的板形問題。

2.2 加強坯料的管理

嚴格坯料質(zhì)量檢查，確保熱軋原料厚度精度，對嚴重超厚或超薄部分應(yīng)切除。缺陷及時清理，不合格的坯料不投產(chǎn) ；控制軋制的拋出速度，保持適當(dāng)?shù)膲合铝�，使下�?yīng)力與系統(tǒng)保持一致。

2.3 加強工序間的管理

人員進入工序間需更換工服，穿戴勞保鞋，佩戴鞋套，最大程度保持工序間的干凈整潔，及時打掃工序間衛(wèi)生，生產(chǎn)前清理軋輥，保證軋輥光亮無缺陷。

2.4 及時清理油污，防止斑跡缺陷

避免機組漏油，提高各種溶液質(zhì)量（透平油、變壓器油、軋制油、棉軒油、愿麻油、棕櫚油）、避免帶料非正常停機，可以有效的控制班跡缺陷。

堿酸洗不良出現(xiàn)的原因是很多種，生產(chǎn)細節(jié)上出現(xiàn)問題就會導(dǎo)致堿酸洗不良的出現(xiàn)，其主要分為酸洗不良和酸洗過度問題。這會對冷氧板的硬度和厚度再次影響，解決酸洗不良問題主要是控制好冷軋板的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝，不管是從規(guī)格還是溫度等都要保證合理，必須嚴格按照工藝進行執(zhí)行，對于材料的質(zhì)量要做好檢查，及時清除雜志，從而提高成品的質(zhì)量。

參考文獻

[1] 賈翃，逮福生、郝斌.2018年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告，鈦工業(yè)進展，2019，36 （3）：42 ～ 47.

[2] 田俊冷軋板夾雜類表面缺陷研究《武漢科技大學(xué)碩士論文》2009.05.05.

[3] 杜禮章工業(yè)純鈦板材生產(chǎn)工藝研究《特鋼技術(shù)》-2008-12-25.

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