CN102430900A - 一种复合钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合钢板及其制造方法，复合钢板由Q245R基板与NAR-305B复板构成。制造方法包括下述依次的步骤：I、匹配将基板和复板组对；II、打磨表面基板的结合面表面粗糙度值不大于Ra 25μm；III、爆炸焊接炸药铺放在复板上点燃引爆，爆炸焊接在一起；IV、表面补焊对未焊接点进行补焊；V、热处理在900-920℃保温15-20min；VI、将复合钢板切到复合钢板的成品尺寸；VII性能检测按照GB/T6396-2008对复合钢板进行力学性能检验；VIII、超声波探伤按照NB/T47002-2009对复合板进行100％探伤检验；IX、打磨复合钢板表面表面粗糙度值不大于Ra 2μm。本复合钢板的制造方法制的复合钢板耐腐蚀使用寿命长。

Description

一种复合钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合钢板及其制造方法，特别是镁坩埚用复合钢板及其制造方法。
背景技术
目前，镁及镁合金在冶炼过程中，为了保证镁的纯净度，减少镁与钢中的合金发生置换反应，用一种镁坩埚用复合钢板，采用Q245R作为里衬，在坩埚外部爆炸复合耐热不锈钢来提高坩埚的使用寿命，但是冶炼过程中保护渣中释放出硫的氧化物，在高温的作用下造成的不锈钢表面腐蚀，由于氧化膜与基体的粘附性较差，氧化膜脆裂脱落，导致不锈钢的减薄，失去其对里衬的防护性。故冶炼时罐体在高温的作用下，不锈钢表面局部出现腐蚀，造成液体镁泄露，给生产造成极大的安全隐患，缩短了罐体的使用寿命。
发明内容
为了克服现有复合钢板的上述不足，本发明提供一种耐腐蚀使用寿命长的一种复合钢板，同时提供该复合钢板的制造方法。
本发明是通过降低钢板中的Ni含量，提高Si含量，改善氧化膜与基体的粘附性，提高镁坩埚在含硫气氛中的使用寿命。
本复合钢板为Q245R基板与复板焊接在一起构成，基板的厚度为12-30mm，复板的厚度为2-6mm，其特征是：所述的复板是日本不锈钢标准JIS G 4305的NAR-305B不锈钢。
上述的复合钢板，其特征是：它的长度为6-8m，宽度为1-2m。
本复合钢板的制造方法包括下述依次的步骤：
1、匹配
将检验符合国家标准NB/T47002.1-2009及使用技术要求GB/T150-1998的高Si不锈钢复板和国家标准GB713中的Q245R基板，按最终成品要求对复板与基板进行组对，一块复板与一块基板组成一组；
基板长度比成品复合钢板长100-150mm，宽度比成品复合钢板宽50-80mm，厚12-30mm；
复板为日本不锈钢标准JIS G 4305的NAR-305B不锈钢长度比基板长100mm±10mm宽度比基板宽60mm±10mm，厚2-6mm。
2、打磨表面
清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物，打磨后，基板的结合面表面的粗糙度值不大于Ra 25μm；在复板的表面与炸药接触面上均匀涂抹一层保护层，保护层的厚度一般为1mm，保护层的材料可用3#钙基润滑脂、水玻璃、沥青中的任一种或其它油脂。
3、爆炸焊接
爆炸焊接时复板和基板通过铜质或铝质支点支撑，支点高度一般为12mm～16mm。在复板的周边上放置着防止炸药散落的药框，炸药铺放在复板上，点燃引爆。炸药爆炸后，基板与复板通过高速碰撞，爆炸焊接在一起，其结合属于原子间结合。利用爆速稳定在2000m/s～2100m/s之间，密度为0.5g/cm3～0.7g/cm3且均匀，不易结块的炸药焊接。爆炸焊接选用炸药为低爆速铵油炸药，电雷管引爆。
4、表面补焊
超声波检测复合钢板，对检测到的未焊接点进行补焊，复层和过渡层采用牌号为AO12Si的焊条焊接，堆焊后，对焊接位置用角向磨光机修磨，进行UT和PT检测，检测标准执行JB/T4730-2005B I级标准。
5、热处理
采用高温热处理，在900-920℃保温15-20min，出炉后风冷；
6、切边
切除复合钢板的四个边，将复合钢板切到复合钢板的成品尺寸。(基板的长度方向两边共切除100-150mm，宽度方向两边共切除50-80mm。)
7、性能检测
按照GB/T 6396-2008的要求对复合钢板进行力学性能检验。
8、超声波探伤
按照NB/T 47002-2009的要求对复合板进行100％探伤检验。
9、打磨复合钢板表面
采用不大于120目(120目等于0.125mm)的锆刚玉砂纸，打磨(磨削)复合钢板的表面，打磨后复合钢板表面粗糙度值不大于Ra 2μm。
上述复合钢板的制造方法在步骤4表面补焊对焊接位置用角向磨光机修磨后，对焊接处抛光效果更好。
本复合钢板及其制造方法采用NAR-305B不锈钢代替SUS310S，通过爆炸的方法，将NAR-305B和Q245R复合到一起，复板与基板之间形成原子结合的细波纹，剪切强度在300-320MPa，不会因高温产生分层、剥落，该不锈钢复合钢板可以提高镁坩埚的使用寿命，降低因不锈钢局部腐蚀造成镁坩埚漏汤，引发火灾事故。用于制作镁合金冶炼用坩埚，高炉烟气回收或降温设备，钢铁行业用热风炉烟气回收装置；火力发电锅炉后部过热器、预热器；燃汽轮机高温尾气利用装置；化工燃烧炉、焚烧炉的燃气预热器等领域，是一种应用于抗高温氧化的金属复合材料。
附图说明
图1为本复合钢板爆炸焊接方法示意图。
图2是表面焊接示意图。
上述图中：
1-基础    2-基板    3-支点    4-复板    5-保护层
6-炸药    7-界线    8-雷管    9-药框    10-三合板
11-补焊坑 12-过度层 13-复板   14-补焊坑断面
具体实施方式
下面结合实施例及其附图详细说明本复合钢板及其制造方法的具体实施方式，但本复合钢板及其制造方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。
复合钢板实施例
本实施例为国家标准GB713中的Q245R基板与复板焊接在一起构成，成品的基板的长度为6050mm，宽度为1050mm，基板的厚度为26mm，复板的长度和宽度与基板的相等，复板的长度也为6050mm，宽度也为1050mm，复板的厚度为4mm；其特征是：所述的复板是日本不锈钢标准JIS G 4305的NAR-305B不锈钢。
制造方法实施例
本实例制造的是上述实施例的复合钢板，它包括下述依次的步骤：
1、匹配
将检验符合国家标准NB/T47002.1-2009及使用技术要求GB/T150-1998的高Si不锈钢复板和国家标准GB713中的Q245R基板，按最终成品要求对复板与基板进行组对，一块复板与一块基板组成一组；
基板长6170mm    宽1110mm    厚26mm
复板为日本不锈钢标准JIS G 4305的NAR-305B不锈钢板
长度为6270mm    宽度为1170mm    厚4mm；
2、打磨表面
清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物，打磨后，基板的结合面表面的粗糙度值不大于Ra 25μm；为防止复板面被烧伤，在复板4的上表面，涂抹厚度为1mm的3#钙基润滑脂作为缓冲的保护层5，把炸药6铺在保护层5上表面。
3、爆炸焊接
爆炸焊接时首先采用河沙整理好爆炸焊接用基础1，见图1，铺好基板2后清理干净基板2上结合面的的赃物，在用0.2mm铝皮卷制成高12mm的支点3，把复板4放置在支杆3上，复板4与基板2间隙为12mm。点燃雷管8引爆。炸药爆炸后，基板2与复板4通过高速碰撞，爆炸焊接在一起。利用爆速稳定在2000m/s～2100m/s之间，密度为0.5～0.7g/cm3且均匀，不易结块的炸药焊接。爆炸焊接选用炸药为低爆速铵油炸药。
本实施例在复板4四周边安装着三合板10，将药框9安装在三合板10上，这样加大装药的药框9尺寸，药框9内侧尺寸比复板4比长100mm、宽100mm，自复板4中心单位面积炸药量为30Kg/m2，按规定将四周边扩加范围内以梯度递增的厚度布药，(扩加范围是从药框9的内侧，向内60mm为界线7，从界线7算起，向药框9的方向，逐步增加炸药量)到药框9的内侧为边界，单位面积炸药量32Kg/m2，用中心起爆方法。
4、表面补焊
超声波检测后发现的未焊接点，进行补焊，爆炸焊接后的复合钢板起爆点需要补焊，把补焊处先挖Ф40mm大的补焊坑11，见图2，补焊坑断面14与复合钢板板面的角度为50°，补焊坑11的底低于基板2的表面0.5-1mm，然后用牌号为AO12Si直径2.5mm的焊条，以75-80A的电流堆焊过渡层12，焊好过渡层12后，用牌号为AO12Si直径3.2mm的焊条，以100-105A的电流堆焊复板13。对焊接位置用角向磨光机修磨。用80目抛光片抛光，再按照JB/T4730-2005B I级标准进行UT和PT检测。
5、热处理
将复合钢板放到箱式电阻炉中，在900-920℃保温16min，出炉后风冷；
6、切边
切除复合钢板的四个边，将爆炸复合后的复合钢板切到复合钢板的成品的尺寸，切除成长度6050mm，宽度1050mm，厚30mm的复合钢板。
7、性能检测
按照GB/T 6396-2008的要求对复合钢板进行力学性能检验，机械性能见表1。
表1
Figure BSA00000606521600061
材料经高温机械性能与SUS310S相当；在900℃和1000℃条件下，经过100小时的测试高温氧化速率较310S低，见表2，说明其抗高温氧化能力更强。
表2
  900℃×100h   1000℃×100h
  NAR-305B   0.025g/h   0.032g/h
  SUS310S   0.037g/h   0.052g/h
8、超声波探伤
按照NB/T 47002.1-2009的要求对复合板进行100％探伤检验，发现除起爆中心位置，结合界面无过渡熔化、分层及未结合现象，爆炸结合率达99.99％。
9、打磨复合钢板表面
采用120目的锆刚玉砂纸，磨削复合钢板的表面，使复合钢板表面粗糙度值不大于Ra 2μm。
本实施例在复板4的上表面的保护层5，也可用水玻璃、沥青中或其它油脂。

Claims (4)

1.一种复合钢板，它是Q245R基板与复板焊接在一起构成，基板的厚度为12-30mm，复板的厚度为2-6mm，其特征是：所述的复板是日本不锈钢标准JIS G 4305的NAR-305B不锈钢。
2.根据权利要求1所述的复合钢板，其特征是：它的长度为6-8m，宽度为1-2m。
3.一种复合钢板的制造方法，它包括下述依次的步骤：
I、匹配
将检验符合国家标准NB/T47002.1-2009及使用技术要求GB/T150-1998的高Si不锈钢复板和国家标准GB713中的Q245R基板，按最终成品要求对复板与基板进行组对，一块复板与一块基板组成一组；
基板长度比成品复合钢板长100-150mm，宽度比成品复合钢板宽50-80mm，厚12-30mm；
复板为日本不锈钢标准JIS G 4305的NAR-305B不锈钢长度比基板长100mm±10mm  宽度比基板宽60mm±10mm，厚2-6mm；
II、打磨表面
清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物，打磨后，基板的结合面表面的粗糙度值不大于Ra 25μm；在复板的表面与炸药接触面上均匀涂抹一层保护层，保护层的材料用3#钙基润滑脂、水玻璃、沥青中的任一种或其它油脂；
III、爆炸焊接
爆炸焊接时复板和基板通过铜质或铝质支点支撑，支点高度为12mm～16mm。在复板的周边上放置着防止炸药散落的药框，炸药铺放在复板上，点燃引爆；炸药爆炸后，基板与复板通过高速碰撞，爆炸焊接在一起，其结合属于原子间结合。利用爆速稳定在2000m/s～2100m/s之间，密度为0.5g/cm3～0.7g/em3且均匀，不易结块的炸药焊接；爆炸焊接选用炸药为低爆速铵油炸药，电雷管引爆；
IV、表面补焊
超声波检测复合钢板，对检测到的未焊接点进行补焊，复层和过渡层采用牌号为AO12Si的焊条焊接，堆焊后，对焊接位置用角向磨光机修磨，进行UT和PT检测，检测标准执行JB/T4730-2005B I级标准；
V、热处理
采用高温热处理，在900-920℃保温15-20min，出炉后风冷；
VI、切边
切除复合钢板的四个边，将复合钢板切到复合钢板的成品尺寸；
VII、性能检测
按照GB/T 6396-2008的要求对复合钢板进行力学性能检验；
VIII、超声波探伤
按照NB/T 47002-2009的要求对复合板进行100％探伤检验；
IX、打磨复合钢板表面
采用不大于120目的锆刚玉砂纸，打磨复合钢板的表面，打磨后复合钢板表面粗糙度值不大于Ra 2μm。
4.根据权利要求3所述复合钢板的制造方法，其特征是：在步骤4表面补焊对焊接位置用角向磨光机修磨后，对焊接处抛光。
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