[發明專利]一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法

有效

• 申請號: 201110398323.7
• 申請日: 2011-12-04
• 公開（公告）號: CN102489506A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 董運濤;李選明;張家毓
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B47/02;B21B45/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于復合板制備技術領域，具體涉及一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法。

背景技術

薄復層鈦/鋼復合板是指復層厚度不超過3.0mm的鈦/鋼雙層金屬復合板。這里，復層指鈦層，鈦可以是純鈦或鈦合金。目前，該類復合板采用三種方法生產：

(1)爆炸焊接法：爆炸焊接就是利用炸藥爆炸產生的能量作為能源，使被焊金屬之間形成牢固固相結合的一種焊接方法。國內少量薄復層鈦/鋼復合板采用爆炸焊接法生產，這種方法生產的復合板具有高的結合強度，一般拉剪強度不低于240MPa。但爆炸復合板的質量不穩定，具體表現為不同批次的復合板、同一批次的不同復合板、甚至同一張復合板的不同區域其結合性能往往存在較大差異。其次，爆炸焊接生產率低，尤其當復層厚度小于1.0mm時，沖擊波使復板產生擾動，邊部效應嚴重，甚至出現不結合、復板被擊穿等現象，工藝難度很大。

(2)爆炸-軋制法：為克服復層厚度對工藝條件的限制，將爆炸焊接與軋制技術相結合，發展了爆炸-軋制法。該方法可輕易地生產出復層厚度在1.0mm以下的薄復層復合板，已成為國內生產薄復層鈦/鋼復合板的主要方法，但這種“兩步式”生產使制造成本劇增。更為重要地，軋制之前的加熱會使界面形成大量的脆性相，復合板結合性能急劇惡化，拉剪強度僅約140MPa，甚至更低。

此外，上述兩種方法還存在噪音和沖擊波污染，不利于環保。

(3)真空熱軋法：真空熱軋是在真空(通常真空度不低于10^-1Pa)條件下，采用軋制復合技術生產鈦/鋼復合板的一種新工藝。國外，尤其在日本，真空熱軋已成為薄復層鈦/鋼復合板的主要生產方法，但國內尚不具備該技術。采用該方法生產的薄復層鈦/鋼復合板具有較高的結合強度，拉剪強度在200MPa以上，并且質量穩定，但真空獲取需耗費大量時間，因而生產周期長，不利于工業化生產。另外，真空設備昂貴，一次投入大，后期維護費用高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種復層鈦厚度不大于3.0mm，拉剪強度不小于180MPa的高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、采用機械法對不平度不大于5.0mm/m的鋼板的待復合面和不平度不大于5.0mm/m的鈦板的待復合面進行處理，除去待復合面的缺陷，然后將除去缺陷的鋼板的待復合面和鈦板的待復合面用有機溶劑清洗干凈；所述鈦板的長、寬尺寸與鋼板的長、寬尺寸相差0mm～50mm；

步驟二、將步驟一中清洗后的鋼板和鈦板組裝成軋坯；所述組裝的方式為：將鋼板的待復合面和鈦板的待復合面相對疊放形成板坯，然后將兩塊板坯按照鈦板與鈦板相對的方式對稱安裝，并且在相鄰兩張鈦板之間設置用于隔離兩塊板坯的隔離層，采用鋼質封條將兩張鋼板沿四周密封焊接；或者將鋼板的待復合面和鈦板的待復合面相對疊放形成板坯，然后將兩塊板坯按照鋼板與鋼板相對的方式對稱安裝，并且在相鄰兩張鋼板之間設置用于隔離兩塊板坯的隔離層，采用鈦質封條將兩張鈦板沿四周密封焊接；

步驟三、將步驟二中組裝好的軋坯加熱至780℃～880℃并保溫20min～180min；

步驟四、將步驟三中保溫后的軋坯送入軋機中進行2～10道次的軋制，冷卻后得到復合板；所述軋制的總變形率為60％～90％，第一道次變形率不低于20％；

步驟五、將步驟四中所述復合板在溫度為280℃～580℃的條件下熱處理60min～300min；

步驟六、將步驟五中經熱處理后的復合板校平，然后切除復合板頭、尾和焊縫部分，得到兩張復層鈦厚度不大于3.0mm，拉剪強度不小于180MPa的鈦/鋼復合板。

上述的一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，步驟一中所述機械法為磨削法或切削法。

上述的一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，步驟一中所述有機溶劑為乙醇和/或丙酮。

上述的一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，所述乙醇和丙酮的濃度級別均不低于化學純。

上述的一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，步驟一中所述鈦板的厚度不大于10.0mm。

上述的一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，步驟二中所述隔離層為有機涂料或紙質填充物；所述有機涂料為防氧化脫碳涂料。

上述的一種高性能薄復層鈦/鋼復合板的制備方法，所述防氧化脫碳涂料為防氧化脫碳涂料FY-1、防氧化脫碳涂料MP120或防氧化脫碳涂料MP130。