[發明專利]一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110034945.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112848552B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 馮丹竹;趙坦;胡筱璇;于明光;朱隆浩;金耀輝
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B22D19/00;B21B1/22;C21D1/18;C21D9/46;C22F1/08;C22C9/06;C22C38/24;C22C38/22;C22C38/32;C22C38/04;C22C38/02
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1.一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，所述復合雙金屬材料中基板為鋼板，銅合金板附著在鋼板表面；所述銅合金的成分按重量百分比計如下：Ni：15.0%~25.0%，Zn：5.0%~10.0%，Sn：0.5%~1.0%，Si：2.0%~3.0%，Mn：0.5%~1.3%， Fe：1.0%~1.5%，余量為Cu及不可避免雜質；所述鋼的成分按重量百分比計如下：C：0.07%~0.15%，Si：0.15%~0.25%，Mn：1.30%~1.40%，P≤0.015%，S≤0.015%，Cr：0.10%~0.20%，V：0.05%~0.10%，Mo：0.02%~0.08%，B：0.002%~0.003%，余量為Fe及不可避免雜質；所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料的制備方法，具體工藝包括鋼板預處理、預熱、固液復合、復合板坯加熱、熱軋、熱處理；

（1）鋼板預處理：首先在鋼板表面銑出凹槽，所述凹槽深度為5~8mm，將凹槽表面進行機械打磨、酸洗、水洗、干燥，使凹槽表面鐵銹打磨掉使其露出光亮的新鮮金屬面，隨后對鋼板進行脫脂處理，將脫脂液加熱至60~70℃對鋼板表面進行脫脂處理，涂抗氧化劑后烘干備用；

（2）預熱：將預處理后的鋼板加熱至850~900℃，將其置于模具型腔中；

（3）固液復合：在澆注開始前用惰性氣體充滿模具型腔，隨后迅速將熔煉好的銅合金金屬液澆注到預處理的鋼板表面，澆注溫度為1150~1200℃，之后空冷，空冷至銅合金側溫度為950~980℃時；取出澆注后坯料并立即在鋼板底部噴冷卻水冷卻，直至澆注后坯料冷卻至200~250℃，隨后空冷至室溫，經后續機械加工制得銅鋼雙金屬復合板坯；

（4）復合板坯加熱：復合板坯加熱溫度910~960℃，均熱段保溫2~3h；

（5）熱軋：軋制溫度控制在800~850℃，第一道次控制壓下率為15%~17%，軋制總壓下率為50%~60%；

（6）熱處理：隨后將熱軋后的復合板進行回火熱處理，回火溫度500~550℃，凈保溫時間2~3h，出爐空冷至室溫。

2.根據權利要求1所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，銅合金板與鋼板厚度之比為1：（5.6~11.2）。

3.根據權利要求1所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，所述銅合金板附著在鋼板的一面或兩面。

4.根據權利要求1所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，所述復合材料截面硬度192~208HV，截面硬度差≤16HV，Z向抗拉強度Rm≥440MPa，伸長率A≥25%，復合界面剪切強度240~260MP。

5.根據權利要求1所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，步驟（3）中復合雙金屬材料板坯中銅合金板坯厚度為5~8mm，銅合金板坯與鋼板板坯厚度之比為1：（5~10）。

6.根據權利要求1所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，步驟（2）中的模具型腔為石墨模具型腔。

7.根據權利要求1所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，步驟（2）、步驟（4）—步驟（6）中任一工藝過程采用惰性氣體或真空保護。

8.根據權利要求7所述的一種海洋工程用銅鋼固液復合雙金屬材料，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣。