CN101099975A - 二层表面复合钢的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种二层表面复合钢的制造方法，是以刃口钢作为钢芯，以本体钢作为浇钢，采用浇铸复合的方法制造，主要包括钢芯准备、浇铸三层复合钢锭、复合钢锭的精整、认向轧制开坯成三层钢坯、对剖成二层复合钢坯、轧制成热轧带钢或热轧扁钢等步骤。本发明二层表面复合钢的制造方法工艺简单、加工成本低、成材率高、粘合好、压缩比大、钢铁分明，适用各种批量生产和各种高碳刀具材料的复合。

Description

二层表面复合钢的制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合钢的制造方法，尤其涉及一种二层表面复合钢的制造方法。
背景技术
复合钢是一种复合材料，属金属与金属复合范围，主要用于制造各类刀具。目前，国内外生产复合钢的方法主要采用爆炸复合和热轧复合两种工艺，其特点分别为：
1、爆炸复合：复合强度较好，但成本昂贵，需在特殊山区进行，成材率低，还需进行多道热加工，冷加工。主要应用于国家重大项目工程，如航天、军工等。在一般民用产品和工业产品中，价格上没有优势，而且爆炸复合的材料长度有限，使用有局限性。
2、热轧复合：工艺相对简单。但二种材料热轧的压缩比很小，其产品只适用于用砂轮切割成型的机械刀片，不能在冲压上制造另部件，复合二层容易开裂。另外，热轧复合对有些特殊钢(如高速钢)和普通钢的复合有一定难度，粘合不是很理想，合格率较低。
发明内容
本发明的目的，在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种采用新工艺的二层表面复合钢的制造方法。
本发明的目的是这样实现的：一种二层表面复合钢的制造方法，以刃口钢作为钢芯，以本体钢作为浇钢，采用浇铸复合的方法制造，具体步骤主要包括：
A、钢芯的准备
将选定的刃口钢钢锭先切去头尾，再根据对复合钢中刃口钢的厚度比例要求切割成所需厚度形成钢芯坯体，然后对钢芯坯体进行表面处理，使其成为适于与钢水粘合的钢芯；
B、浇铸三层复合钢锭
将钢芯预热到一定温度后定位在专用钢模内，用浇钢钢水采用下铸法进行浇铸，得到由两层本体钢夹合一层刃口钢的三层复合钢锭；
C、复合钢锭的精整
复合钢锭脱模后，除去残余毛边，并对表面有缺陷的部位用悬挂砂轮进行精整；
D、认向轧制开坯成三层钢坯
将精整后的复合钢锭按三层并排竖立的方向送入加热炉内加热，出炉后翻转90度按三层并排横置的方向送入轧机轧制成所需厚度的三层钢坯；
E、对剖成二层复合钢坯
将步骤D所得三层钢坯直接或经退火处理消除应力后切去头尾，露出钢芯，对剖切割成由一层刃口钢和一层本体钢构成的二层复合钢坯；
F、轧制成热轧带钢或热轧扁钢
将步骤E所得二层复合钢坯按规格轧制成热轧带钢或热轧扁钢，然后进行必要的后续处理，得到二层表面复合钢产品。
所述的刃口钢选自碳素工具钢、合金工具钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、高速工具钢或高碳马氏体不锈钢中的一种。
所述的本体钢选自Q195-Q235、0Cr17、1Cr17、1Cr13或0Cr13中的一种。
所述的专用钢模内设有定位棒，该定位棒采用CO2保护焊或氩弧焊焊接在钢模内的设定位置。
步骤B中所述的钢芯的预热温度控制在200-400℃，浇钢钢水的温度控制在1550-1650℃。
本发明二层表面复合钢的制造方法相对于现有技术的爆炸复合和热轧复合两种方法，具有以下的优点和特点：
1、工艺简单，用一般型钢热轧机、带钢轧机和开坯轧机都能生产；
2、加工成本低，其成本仅为爆炸复合成本的一半；
3、成材率高，从锭到材可达85-90％；
4、粘合好，压缩比大；
5、钢铁分明，容易看出刃口；
6、适用各种批量生产，不受气候影响；
7、适用各种高碳刀具材料的复合，即选择复合材料比较广泛，钢芯材料可以是碳素工具钢、合金工具钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、高速工具钢或高碳马氏体不锈钢；本体钢可以是Q195-Q235，也可以是0Cr17、1Cr13、0Cr13等。
具体实施方式
本发明二层表面复合钢的制造方法，是以刃口钢作为钢芯，以本体钢作为浇钢，采用浇铸复合的方法制造。下面以Q195-T8Mn二层表面复合冷轧带钢为例简要说明本发明的制造方法。
首先冶炼出T8Mn的12时钢锭，用带锯切去钢锭的头(帽口)尾(浇口)，再上立式带锯床平均切割成三片，形成T8Mn钢芯坯体。然后将钢芯坯体用铣床进行铣削、打磨，彻底消除表面氧化皮，暴露出金属本色，保持干净。再用抛丸工艺进行表面处理，进一步清除表面不洁物，增加粗糙度，增加其与钢水的接触面，形成有利于与钢水粘合的T8Mn钢芯。
另外根据钢芯在钢模内的比例，采用CO2保护焊或氩弧焊将定位棒焊接在钢模内的设定位置，保证钢芯能在钢模内准确定位，并在浇铸时不会发生移动。
将处理好的T8Mn钢芯预热到200-300℃后定位在专用钢模内，用Q195钢水(温度控制在1550-1650℃)采用下铸法进行浇铸。钢水在钢模内上升到帽口时，要注意补缩，不能产生明显的缩孔，得到由两层Q195本体钢夹合一层T8Mn刃口钢的三层复合钢锭。
复合钢锭脱模后，除去帽口边上的残余毛边，并对表面有缺陷的部位用悬挂砂轮进行精整。精整后的复合钢锭按三层并排竖立的方向送入加热炉内加热，出炉后翻转90度按三层并排横置的方向送入630或650轧机轧制成厚度为140mm，宽度为210mm的三层钢坯。轧制时，轧制温度控制在1250℃；第一、二道采用平轧，保证在高温高压下，刃口钢和本体钢的接触面形成有效粘合。轧制后钢坯要求平直，不能有明显的弯曲。
将轧制好的三层钢坯切去头尾，露出钢芯，在立式带锯上对剖切割成由一层刃口钢和一层本体钢构成的厚度为70mm、宽度为210mm的二层复合钢坯。然后将二层复合钢坯在带钢轧机上轧制成1.8*210*C的热轧带钢。再在650℃下进行光亮退火，以防止表面脱碳，降低硬度，便于冲压。然后酸洗冷轧到1.5*210*C，经开平、定尺剪切、检验、打捆入库，即得到本发明的Q195-T8Mn二层表面复合钢产品。
本发明中的刃口钢可以采用碳素工具钢、合金工具钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、高速工具钢或高碳马氏体不锈钢；本体钢可以采用Q195-Q235、0Cr17、1Cr17、1Cr13或0Cr13。

Claims (5)

1、一种二层表面复合钢的制造方法，其特征在于：以刃口钢作为钢芯，以本体钢作为浇钢，采用浇铸复合的方法制造，具体步骤主要包括：
A、钢芯的准备
将选定的刃口钢钢锭先切去头尾，再根据对复合钢中刃口钢的厚度比例要求切割成所需厚度形成钢芯坯体，然后对钢芯坯体进行表面处理，使其成为适于与钢水粘合的钢芯；
B、浇铸三层复合钢锭
将钢芯预热到一定温度后定位在专用钢模内，用浇钢钢水采用下铸法进行浇铸，得到由两层本体钢夹合一层刃口钢的三层复合钢锭；
C、复合钢锭的精整
复合钢锭脱模后，除去残余毛边，并对表面有缺陷的部位用悬挂砂轮进行精整；
D、认向轧制开坯成三层钢坯
将精整后的复合钢锭按三层并排竖立的方向送入加热炉内加热，出炉后翻转90度按三层并排横置的方向送入轧机轧制成所需厚度的三层钢坯；
E、对剖成二层复合钢坯
将步骤D所得三层钢坯直接或经退火处理消除应力后切去头尾，露出钢芯，对剖切割成由一层刃口钢和一层本体钢构成的二层复合钢坯；
F、轧制成热轧带钢或热轧扁钢
将步骤E所得二层复合钢坯按规格轧制成热轧带钢或热轧扁钢，然后进行必要的后续处理，得到二层表面复合钢产品。
2、如权利要求1所述的二层表面复合钢的制造方法，其特征在于：所述的刃口钢选自碳素工具钢、合金工具钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、高速工具钢或高碳马氏体不锈钢中的一种。
3、如权利要求1所述的二层表面复合钢的制造方法，其特征在于：所述的本体钢选自Q195-Q235、0Cr17、1Cr17、1Cr13或0Cr13中的一种。
4、如权利要求1所述的二层表面复合钢的制造方法，其特征在于：所述的专用钢模内设有定位棒，该定位棒采用CO2保护焊或氩弧焊焊接在钢模内的设定位置。
5、如权利要求1所述的二层表面复合钢的制造方法，其特征在于：步骤B中所述的钢芯的预热温度控制在200-400℃，浇钢钢水的温度控制在1550-1650℃。
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Assignor: Fanyi Composite Steel Co., Ltd., Shanghai

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Denomination of invention: Method for manufacturing two-layer surface composite steel

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