CN103538313A - 一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板及其生产方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板及其生产方法和用途，该复合板包括钛板、纯铝板、不锈钢板三层结构，该复合板的生产方法包括将钛板进行预前退火处理一段时间；将钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面进行喷砂和磨砂处理，清洗表面和增加表面积；将三板对齐重叠铆合后，用曲线温度进行加热处理；最后进行轧制复合、退火处理、校平处理、表面处理。本发明复合板的生产方法可热轧生产任意厚度的钛-铝-不锈钢复合板，其产品结合力强，在后续的加工处理中不变形、不起皱、不分层，具有耐腐蚀性优良、抗压强度大、成本低、质量轻、散热快、传音钝、表面外观高强高光等优点，其产品主要用于食品工业、化工业、造船业、汽车制造业、建筑业、家用电器制造业等，如复合炒锅、游艇等。

Description

一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板及其生产方法和用途

技术领域

本发明涉及一种金属加工领域，特别是涉及一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板及其生产方法和用途。

背景技术

金属复合板是一种新型的金属复合材料，具有满足工程所必须的力学性能，又具耐腐蚀性能，最大限度的实现了材料的优势互补，节省稀贵材料，与同规格不锈钢相比可降低20％--30％的成本，主要用于食品加工业、化工业、造船业、汽车、建筑、家用电器及餐具等产业，如：复合炒锅；复合电饭锅；防腐食品机械和化工容器；空调等散热器；快艇及游艇等船泊的船体壳；建筑体外墙装饰板等。金属复合板工业化生产主要有两种方法，爆炸复合和热轧复合。

在爆炸及轧制复合钛-铝-不锈钢的生产工艺中，由于钛、铝和不锈钢三种材料的硬度、熔点、比重等差异过大，因此复合的难度也很大。目前，国外也只有少数发达国家能掌握此类的生产技术(如美国、俄罗斯、德国、日本等国家)，在国内，只有大连造船厂等少数大型国营企业能用爆炸复合的方法生产总厚度为15mm以上的厚型钛-铝复合板，同时对铝板的厚度要求要达到10mm以上，否则复合也难以完成，又因为爆炸复合的过程很复杂和各种参数要求太精确，因此界面的冶金复合率很难达到100％(一般只能达到95％-98％左右)，产量低、成本高、工作强度大、风险大、产品的平整度不够、工艺复杂、生产效益低等，从而造成在实际应用中的各项技术指标无法满足用户的要求，也无法满足实际生产的。而在当前技术条件下，由于钛、铝和不锈钢三种材料的硬度、熔点差异过大容易导致轧制复合时复合板的硬化、氧化等不良影响，因此，在国内工业上还未真正有使用热轧方法直接生产钛-铝-不锈钢复合。

国内公开了一些钛-铝-不锈钢复合板或者类似钛-铝-不锈钢复合板复合技术：

中国实用新型专利，【名称】金属箔与钢板的爆炸复合板，【专利号】CN201220088633.9，【公开号】CN202480473U，该实用新型公开了一种金属箔与钢板的爆炸复合板，是金属板，金属板有钢板，其特征在于：钢板上有用爆炸复合的方法复合的金属箔，所述的金属箔是不锈钢、铜、铝、镁、锡、锌、铍、钛、金、银、镍、钨、钼、铌、钽、锆或铋的金属箔。金属箔复合在钢板上时，先把金属箔粘在一块背板上，用爆炸复合方法把粘有金属箔的背板与钢板复合在一起。虽然用上述复合的方法实现了金属箔与金属板的爆炸复合，但由于需要黏合剂把金属箔平整地贴在背板上，工序复杂，而且爆炸复合需要用到炸药，导致复合时对板材要求比较厚以及存在的产品平整度不够、风险大、安全性低、工作强度大、燥音大等问题。

中国实用新型专利，【名称】一种新型金属复合板，【专利号】CN200820203344.2，【公开号】CN201317136，本实用新型涉及一种新型金属复合板，包括面板和基板两层金属材料层，其特征是：所述面板和基板之间设有一层热熔胶膜，所述复合板由面板、基板和热熔胶膜通通过高强度粘接复合压制而成。本实用新型在一定程度上保证了贵金属(不锈钢板、钛锌板、铜板、铝板)的面层效果，同时节省了大量的贵金属材料，但是由于采用热熔胶膜通通过高强度粘接复合压制而成，没有使得不同的金属实现真正的复合，导致复合板容易剥离、强度低、弯曲度不够等。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺点和不足，提供了一种安全高效、工作强度小、产量高、低成本、无污染、无燥音的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板及其生产方法和用途，解决了钛-铝-不锈钢复合板由于熔点、硬度相差较大，难以用热轧工艺生产以及爆炸复合不能生产厚度小于15mm复合钢板的问题。

一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板，该钛-铝-不锈钢复合板包括钛板1、纯铝板2、不锈钢板3三层结构，其特征在于：所述的纯铝板2为民用1050系列纯铝板，所述的不锈钢板3为201、202、303、304、316L等不锈钢板的一种。

一种制造权利要求1所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板生产方法包括如下步骤：

a)钛板预前处理：将钛板进行预前退火处理一段时间，取出后自然冷却；

b)界面的处理：将钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面进行喷砂和磨砂处理，然后用高压清水冲洗干净，对洗净后的三板进行烘干处理；

c)加热处理：把钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面按顺序对齐重叠，并对端头进行铆合后，在真空环境下，用曲线温度对其进行全面调整加热，曲线温度为一条下限300度，上限650度的多次变化的曲线段；

d)轧制复合：用最佳的轧制压力把加热好的板材迅速进行热轧制，轧制速度为5-20米/min；

e)退火处理：把轧制完成的复合板放入温度为250-500度的退火炉中进行退火处理30-100分钟，取出后自然冷却，即可得到新型热轧钛-铝-不锈钢复合板。

一种热轧钛-铝-不锈钢复合板主要用于食品工业、化工业、造船业、汽车制造业、建筑业、家用电器制造业等，如复合炒锅、游艇等。

本发明所提供的复合板生产方法可热轧生产任意厚度的钛-铝-不锈钢复合板，最终制成的产品其结合力强，在后续的加工处理中不变形、不起皱、不分层，具有耐腐蚀性优良、抗压强度大、成本低、质量轻、散热快、传音钝、表面外观高强高光等优点。

附图说明

图1是本发明产品的结构示意图。

其中1——钛板；2——纯铝板；3——不锈钢板

具体实施方式

一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板，该钛-铝-不锈钢复合板包括钛板、纯铝板、不锈钢板三层结构，其特征在于：所述的纯铝板为民用1050系列纯铝板，所述的不锈钢板为201、202、303、304、316L等不锈钢板的一种。

本发明将钛板1、纯铝板2、不锈钢板3复合后，钛板1可以增强复合板的硬度、腐蚀性以及外表光度，纯铝板2可以降低复合板的成本、质量，不锈钢板3可以增强复合板的腐蚀性、抗压强度、导热性以及外表光度、清洗度，从而实现低成本和高性能的完美结合。

一种制造权利要求1所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板生产方法包括如下步骤：

a)钛板预前处理：将钛板进行预前退火处理一段时间，取出后自然冷却；

b)界面的处理：将钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面进行喷砂和磨砂处理，然后用高压清水冲洗干净，对洗净后的三板进行烘干处理；

c)加热处理：把钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面按顺序对齐重叠，并对端头进行铆合后，在真空环境下，用曲线温度对其进行全面调整加热，曲线温度为一条下限300度，上限650度的多次变化的曲线段；

d)轧制复合：用最佳的轧制压力把加热好的板材迅速进行热轧制，轧制速度为5-20米/min；

e)退火处理：把轧制完成的复合板放入温度为250-500度的退火炉中进行退火处理30-100分钟，取出后自然冷却，即可得到新型热轧钛-铝-不锈钢复合板。

其中，步骤a)钛板预前退火处理时间为25-50分钟。

钛板预前处理目的是活跃钛板的分子，从而更好地提高钛板的热轧复合率。

步骤b)三板待复合界面磨砂深度为0.2-0.6mm。

界面处理目的是除去板面残余的氧化层、油脂、灰尘等杂质，使得后续热轧过程中不引进杂质，确保热轧效果，再者喷砂和磨砂处理可使钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面的表面积增大，从而增加板材之间表面分子的接触量，提高复合率，

步骤c)加热时间为10-30分钟，表面温度为150-650℃。

加热处理中在真空环境下加热目的是避免复合界面重新产生氧化层，用曲线温度加热目的是确保界面分子能够完全活跃，保证界面的复合效果。

步骤d)轧制压力为200-1000N/mm²，轧制压下率为复合板材原总厚度的15％-45％。

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明阐述。

实施例1：热轧复合成品厚度为3.15mm的钛-铝-不锈钢复合板。

其中：钛板厚度为0.6mm进口钛板，铝板厚度为3mm的1050纯铝板，不锈钢板厚度为0.9mm的304不锈钢板.

①钛板预前处理：将钛板置于500-9000的退火炉中进行退火处理，时间为25-50分钟，取出后自然冷却；

②界面的处理：将钛板、纯铝板、不锈钢板三板待复合的界面进行喷砂和磨砂，清理三板表面残余的氧化层，磨砂深度为0.2-0.6mm，再用高压清水把钛板、纯铝板、不锈钢板三板冲洗干净，最后用100-200℃的温度进行烘干，时间为5-10分钟；

③加热处理：将钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面按顺序对齐后，将端头铆接固定，在真空环境下，把铆合后的三板放于已经加热到300-650℃的退火炉中，进行曲线温度对其进行全面调整加热，加热时间为10-30分钟，三板表面温度为150-200℃；

④轧制复合：把加热好的板材取出，迅速放入压力为200-1000N/mm²、轧机辊表面温度为100-650℃的辊轧机中进行轧制，当压下率为复合板材原总厚度的30％时，即可轧制成板材厚度为3.15mm的复合板；

⑤退火处理：把轧制完成的复合板置入300-5000的退火炉中退火处理30-100分钟，取出后自然冷却，即可得到热轧钛-铝-不锈钢复合板；

⑥校平处理：把复合好的复合板送入专用校平机中进行校平后，即可得到平整的复合板材；

⑦表面处理：用抛光机对对校平处理好的复合板表面进行抛光处理，恢复不锈钢原有的光度和亮度；

完成后，即可得到厚度为3.15mm的热轧钛-铝-不锈钢复合板。

实施例2：热轧复合成品厚度为5.0mm的钛-铝-不锈钢复合板。

其中：钛板厚度为1.0mm钛板，铝板厚度为5.0mm纯铝板，不锈钢板厚度为1.5mm的316L不锈钢板，它的实际操作工艺与实例1基本相同，不同的是加热的时间相应增加5-20分钟，即为15-50分钟，压下率为复合板材原总厚度的33％，最后复合成品厚度为5.0mm的钛-铝-不锈钢复合板。

实施例3：热轧复合成品厚度为1.24mm的钛-铝-不锈钢复合板。

其中：钛板厚度为0.5mm的进口钛板，铝板厚度为1.0mm的1050纯铝板，不锈钢板厚度为0.5mm的304不锈钢板，它的实际操作工艺与实施例1不同的是，在叠板铆合时，用两组板来进行叠加完成热轧，一共是六张板，具体的排列方法是：不锈钢板、铝板、钛板、钛板、铝板、不锈钢板，同时在两块钛板之间加入一种特制的防粘剂，该防粘剂可为氧化镁粉，轧制加热的时间按照复合板的总厚度相应调节时间，压下率为复合板材原总厚度的38％，其他部分工艺同实施例1，最后，可复合两组板材成品厚度均为1.24mm的钛-铝-不锈钢复合板。

一种热轧钛-铝-不锈钢复合板生产方法及用途，该产品不但没有改变原有母体的各基本内容性能和指标，而且能充分发挥三种板材各自的优点，具有耐腐蚀性优良、抗压强度大、成本低、质量轻、散热快、传音钝、表面外观高强高光、在后续的加工处理中不易变形、不易起皱、不易分层等优点，主要用于食品工业、化工业、造船业、汽车制造业、建筑业、家用电器制造业等，如复合炒锅、游艇等。

Claims (7)

1.一种新型热轧钛-铝-不锈钢复合板，该钛-铝-不锈钢复合板包括钛板(1)、纯铝板(2)、不锈钢板(3)三层结构，其特征在于：所述的纯铝板(2)为民用1050系列纯铝板，所述的不锈钢板(3)为201、202、303、304、316L等不锈钢板的一种。

2.一种制造权利要求1所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板生产方法包括如下步骤：

a)钛板预前处理：将钛板进行预前退火处理一段时间，取出后自然冷却；

b)界面的处理：将钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面进行喷砂和磨砂处理，然后用高压清水冲洗干净，对洗净后的三板进行烘干处理；

c)加热处理：把钛板、纯铝板、不锈钢板的待复合界面按顺序对齐重叠，并对端头进行铆合后，在真空环境下，用曲线温度对其进行全面调整加热，曲线温度为一条下限300度，上限650度的多次变化的曲线段；

d)轧制复合：用最佳的轧制压力把加热好的板材迅速进行热轧制，轧制速度为5-20米/min；

e)退火处理：把轧制完成的复合板放入温度为250-500度的退火炉中进行退火处理30-100分钟，取出后自然冷却，即可得到新型热轧钛-铝-不锈钢复合板。

3.一种根据权利要求2所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板的生产方法，其特征在于：所述步骤a)钛板预前退火处理时间为25-50分钟。

4.一种根据权利要求2所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板的生产方法，其特征在于：所述步骤b)三板待复合界面磨砂深度为0.2-0.6mm。

5.一种根据权利要求2所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板的生产方法，其特征在于：所述步骤c)加热时间为10-30分钟，表面温度为150-650℃。

6.一种根据权利要求2所述的新型热轧钛-铝-不锈钢复合板的生产方法，其特征在于：所述步骤d)轧制压力为200-1000N/mm²，轧制压下率为复合板材原总厚度的15％-45％。

7.一种热轧钛-铝-不锈钢复合板主要用于食品工业、化工业、造船业、汽车制造业、建筑业、家用电器制造业等，如复合炒锅、游艇等。

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