[發明專利]層狀結構復合板材的生產制備方法

在審

• 申請號: 202210382858.3
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114700365A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 楊軍;南黃河;叱培洲;王文杰;秦嵐;李娜;王雪怡;朱佳博;裴國史
• 申請（專利權）人: 陜西鐵路工程職業技術學院
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21C37/02;B23P23/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王奇

本發明公開一種層狀結構復合板材的生產制備方法，具體步驟為：步驟1，制作單張復合板坯；步驟2，采用單張復合板坯制作多層復合板坯；步驟3，對多層復合板坯依次進行連續熱軋、熱處理、初步精軋、環切處理、對稱分離得到雙金屬復合板材；步驟4，對雙金屬復合板材依次進行校平、表面處理、納米化、最終精軋后得到成品。本發明解決了現有層狀結構金屬復合板材制備技術中存在的復合界面硬度超標、抗應力腐蝕開裂能力差、結合率偏低、生產效率不高的問題。

技術領域

本發明屬于復合板材制備技術領域，涉及一種層狀結構復合板材的生產制備方法。

背景技術

隨著工業生產、能源開發、工程建設等相關技術領域的飛速發展和進步，高性能金屬材料的用量和消耗與日俱增，若使用單一的高性能材料將造成巨大的材料消耗和浪費，因此對節能環保、性能可靠的新型先進復合材料的需求就顯得尤為迫切。雙金屬或多金屬層狀結構復合材料是將強度、熔點、熱膨脹系數、耐腐蝕性、耐磨性、超導性等差異極為懸殊的多種金屬采用特殊技術冶金結合在一起形成，集不同材料優點于一身，可充分發揮不同材料特性，可極大節約稀貴金屬消耗和浪費，同時可最大程度降低工程建設成本和特種裝備制造成本，還可以提高設備使用壽命，在各領域有廣闊應用前景和市場。例如純鈦或鈦合金/碳鋼層狀結構復合板材、不銹鋼/碳鋼層狀結構復合板材等具有巨大成本優勢，在環保、經濟和實用性方面成效顯著，其卓越的耐腐蝕性能在海洋工程及艦船領域、航空航天領域、軍工領域、化工領域等將發揮重要作用。

目前較為常用的復合板材復合技術有爆炸焊、爆炸焊+熱軋、熱軋等方式，但均存在各自的缺點和不足，例如，爆炸焊容易引起復合界面硬度超標，且具有較大的形變應力，極易引起應力腐蝕開裂而降低復合板材性能；熱軋復合技術雖然不會存在硬度超標的問題，但會因為材料之間物理、化學特性的巨大差異以及界面氣泡、缺陷等問題使得結合界面之間存在未結合區即結合率很難達到100％，影響質量；而爆炸焊+熱軋技術雖然能緩解界面硬度、應力腐蝕開裂、界面結合率等問題，但同時帶來環境污染大、能源消耗大、生產效率低、質量不穩定等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種層狀結構金屬復合板材的生產制備方法，解決現有層狀結構金屬復合板材制備技術中存在的復合界面硬度超標、抗應力腐蝕開裂能力差、結合率偏低、生產效率不高的問題。

本發明所采用的技術方案是：

層狀結構復合板材的生產制備方法，具體步驟為：

步驟1，制作單張復合板坯；

步驟2，采用單張復合板坯制作多層復合板坯；

步驟3，對多層復合板坯依次進行連續熱軋、熱處理、初步精軋、環切處理、對稱分離得到雙金屬復合板材；

步驟4，對雙金屬復合板材依次進行校平、表面處理、納米化、最終精軋后得到成品。

步驟1包括：

步驟1.1，基材板坯兩端面對稱位置鉆小孔；

步驟1.2，基材板坯、復材板坯表面精細化處理并疊層放置；其中基材板坯為Q235、Q345、X52、X60、X65、X70、X80、X90或X100碳素結構鋼中的一種、壓力容器鋼或高強韌性管線鋼，復材板坯使用304、304L、316、316L、N08825、N06625奧氏體不銹鋼的一種；

步驟1.3，采用機械式壓力機均勻作用于疊層復合板坯上，壓力≥50噸；

步驟1.4，采用熔化極氣體保護焊對疊層坯料復合界面外圍實施周向封焊；

步驟1.5，通過預留小孔抽真空管路進行層間抽真空同時增大壓力機壓力≥60噸并保持時間≥10min。

步驟2中的多層復合板坯為成對真空復合板坯或組合式疊層復合板坯，其中成對真空復合板坯的制作方式為：