[發(fā)明專利]一種金屬?gòu)?fù)合板的真空熱軋方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710124787.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106890850A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊現(xiàn)亮;翟永臻;胡志剛;王學(xué)慧;郭維超;崔忠信;付成安;田興;王海明;田紹鵬;梁愛(ài)國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河鋼股份有限公司
• 主分類號(hào): B21B1/38
• 分類號(hào): B21B1/38;B21B9/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合板的制備方法，尤其是一種金屬?gòu)?fù)合板的真空熱軋方法。

背景技術(shù)

金屬?gòu)?fù)合板由多層不同成分、不同性能的金屬?gòu)?fù)合制成，可以兼具復(fù)層金屬和基層金屬的性能，也可以利用廉價(jià)基體層金屬來(lái)替代昂貴復(fù)合層金屬，以降低成本。因此，市場(chǎng)上對(duì)金屬?gòu)?fù)合板具有巨大的需求，包括：不銹鋼-鋼復(fù)合板、耐磨鋼-鋼復(fù)合板等。為了有效的降低成本、節(jié)約資源和避免浪費(fèi)，目前石油化工、海水淡化、發(fā)電、造船以及油氣輸送管線等重大裝備行業(yè)以及造紙、食品和醫(yī)療器械等部門都逐漸采用不銹鋼復(fù)合板，來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)昂貴的不銹鋼制品。不銹鋼復(fù)合板即是以碳鋼為基層，不銹鋼為覆層的層狀金屬基復(fù)合材料。它能充分發(fā)揮不銹鋼的耐高溫、耐蝕、耐磨、抗磁等特點(diǎn)，又具有碳鋼良好的可焊性、成型性、拉延性和導(dǎo)熱性；并與純不銹鋼板相比，可節(jié)約鉻、鎳等合金元素70％～80％，節(jié)約成本30％～50％。

目前，金屬?gòu)?fù)合板的制備方法主要有釬焊復(fù)合法、爆炸復(fù)合法和真空軋制復(fù)合法。真空熱軋目前成為世界上普遍采用的制備工藝，它是在溫度和壓力的同時(shí)作用下，令不銹鋼板與碳鋼板之間的界面在接近真空的狀態(tài)下發(fā)生微觀的塑性流變后相互緊密接觸，從而達(dá)到完全的冶金結(jié)合。與釬焊復(fù)合法相比，真空軋制復(fù)合法制備的復(fù)合板結(jié)合強(qiáng)度高，結(jié)合面質(zhì)量好。與爆炸焊接方法相比，具有無(wú)噪聲，生產(chǎn)效率高，過(guò)程可控，對(duì)環(huán)境影響小，可大面積規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。

目前，實(shí)驗(yàn)室或小批量制備時(shí)一般采用焊接后留管、采用真空設(shè)備抽真空后密封的方法，制備真空熱軋的復(fù)合坯料。大規(guī)模生產(chǎn)的真空軋制復(fù)合法是在軋制復(fù)合之前，將清理好的復(fù)層金屬和基層金屬夾緊，放入真空室中，抽真空至氣壓≤1.0×10^-2MPa，并用電子束將待復(fù)合板面的四周封焊，然后再進(jìn)行加熱軋制；通過(guò)此種方法時(shí)，復(fù)合界面氧化很少，復(fù)合結(jié)合強(qiáng)度較高，但生產(chǎn)中需要建設(shè)配套的真空室、使用抽真空設(shè)備，投資較大，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低的金屬?gòu)?fù)合板的真空熱軋方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的方法工藝為：（1）清理復(fù)層金屬和基層金屬的復(fù)合面；

（2）將復(fù)層金屬和基層金屬的復(fù)合面相對(duì)上下疊放，然后焊接，并留有未焊接口；

（3）通過(guò)未焊接口在復(fù)合面之間加入吸氣藥劑，然后將未焊接口焊接，制成復(fù)合板坯；

（4）所述復(fù)合板坯經(jīng)加熱、軋制及后處理，即可得到所述的金屬?gòu)?fù)合板。

本發(fā)明所述步驟（1）中，清理后的復(fù)合面的表面粗糙度均為Ra=0.8～50。優(yōu)選的，所述表面粗糙度均為Ra=3.2～25。

本發(fā)明所述步驟（3）中，吸氣藥劑的主要成分為活性金屬粉和活性炭粉，粒度為50～2000目。所述吸氣藥劑成分的重量含量為：鋁鋅鎂鈦混合金屬粉30%～60%，活性炭粉10%～20%，其余為粘接劑。所述混合金屬粉中鎂粉和鈦粉均占10wt%～30wt%，余量為鋁粉和鋅粉。所述吸氣藥劑中粉料的粒度為100～400目。所述吸氣藥劑的加入量按復(fù)合板的貼合面積算為1～50g/m²。

本發(fā)明所述步驟（2）中，在長(zhǎng)度方向的一端或兩端留有未焊接口。所述未焊接口的長(zhǎng)度為10～50mm。

本發(fā)明構(gòu)思為：現(xiàn)有真空復(fù)合軋制技術(shù)中，多采用焊接后使用真空設(shè)備抽真空或者在足夠大的真空室焊接，這樣會(huì)帶來(lái)抽真空后密封操作技術(shù)要求高或者投資大等問(wèn)題，影響了大面積推廣應(yīng)用。而本發(fā)明采用在兩層坯料四周焊接后留一小口，然后將吸氣藥劑加入然后再焊接密封的方式，使吸氣藥劑在隨后的加熱過(guò)程中將兩層坯料殘留的空氣中的氧氣和氮?dú)夥磻?yīng)，從而在復(fù)層金屬間形成了真空環(huán)境，避免了金屬結(jié)合面的氧化，獲得的金屬?gòu)?fù)合板具有較高的界面結(jié)合強(qiáng)度。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：（1）在復(fù)合坯料的組坯過(guò)程中，加工好的復(fù)層金屬和基層金屬的焊接是在空氣環(huán)境下進(jìn)行的，無(wú)需建設(shè)真空室和購(gòu)置抽真空設(shè)備，成本低，操作簡(jiǎn)單。

（2）本發(fā)明利用吸氣藥劑的加入將復(fù)層金屬和基層金屬接觸面所在空間中的空氣中氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)掉，形成非氧化的真空環(huán)境，有利于避免加熱過(guò)程中復(fù)層金屬和基層金屬的接觸面與空氣發(fā)生氧化。與傳統(tǒng)真空熱軋復(fù)合法相比，可以解決接觸面的氧化問(wèn)題，提高復(fù)層金屬和基層金屬的結(jié)合強(qiáng)度；而且無(wú)需抽真空設(shè)備及真空室，前期投入較低。

（3）本發(fā)明中的吸氣藥劑加入到復(fù)合坯料中的頭部或尾部，所以藥劑反應(yīng)后殘留的氧化物也位于成品的頭或尾，軋制后只需按照普通傳統(tǒng)真空軋制法剪切頭尾相應(yīng)尺寸，不影響成材率。