CN104708276B - 一种不锈钢复合板的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种不锈钢复合板的制备方法，首先选择201不锈钢做为基材，304不锈钢做为复材，然后在基材上打上坡口；随后将基材以及复材叠加，使得基材坡口所在的面与复材贴合，采用焊接的方式，在坡口处将基材以及复材连接，然后在基材上打能放置钢管的孔；再通过检漏以及抽真空，保证了基材以及复材的连接处没有缝隙，从而提高产品质量；保证了连接的牢固性，最后依次通过热轧以及冷轧得到合格的产品。本发明通过将201不锈钢以及304不锈钢进行复合，使其既具有304不锈钢的优点，作为建筑、装饰材料使用，又降低了成本；步骤紧凑，效率高，且生产出的复合板成品率高，质量好，易于推广使用。

Description

一种不锈钢复合板的制备方法

技术领域

本发明属于不锈钢复合板的制备领域，具体涉及一种不锈钢复合板的制备方法。

背景技术

不锈钢复合板作为一种重要的板材，可以做为装饰用材料（各种栏杆、灯杆、旗杆、家用电器面板、电梯轿厢扣板、建筑幕墙等），其可完全替代纯的不锈钢。现有技术中对单面复合板在制造的过程中多采用多层叠加，再将其拆开的方式制作，内部的面没有接受到挤压，故使用效果不佳。基板以及复板直接制造会出现不易连接的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种使用效率高，制造出的复合板质量好的不锈钢复合板的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种不锈钢复合板的制备方法：依次包括以下步骤：

1)基材和复材的制备，首先，选择201不锈钢做为基材，304不锈钢做为复材；然后，用等离子切割机对基材和复材进行切割，使得两者的长宽尺寸相同；

2)制备坡口，在基材的4条棱上均打上坡口，以形成4个倾斜的坡面，坡底均位于基材的第一表面上，坡面的长度为20~25mm，倾角为30~40°；

3)基材和复材表面处理，对基材和复材的外表面进行处理，清除掉污垢和氧化层，使其呈现出金属光泽，处理方法为：喷砂、抛丸、磨床、铣床或酸洗；

4)钻竖直孔，在基材的坡面所在的第一表面上，临近坡口处钻直径为6mm的竖直孔，竖直孔的深度为基材厚度的1/2—2/3；

5)基材和复材叠加，将基材以及复材在压力平台上进行叠加，使得两者上下对齐，同时保证基材坡口所在的面与复材相贴合；

6)焊接，首先，在坡口处进行打底焊，打底焊时采用小电流锻焊的方式；然后，在坡口处满焊形成焊肉将基材以及复材连接起来，形成复合坯；

7)钻横向孔，在基材的侧面上钻直径为6mm的横向孔，横向孔的深度以与竖直孔贯通为宜，横向孔的上边缘与基材的第一表面之间的距离小于竖直孔的深度；

8)检漏，首先，在横向孔内插入直径为6mm的钢管，同时将钢管与横向孔焊接牢固，然后，用毛刷蘸取肥皂水或洗衣粉水，均匀地涂刷于焊肉表面，最后，向钢管中接入压力≥0.5Mpa的惰性气体，检查焊肉处是否有泄漏，如有泄露应补焊至无泄漏；

9)抽真空，用扩散泵与钢管连接对基材以及复材进行抽真空；

10) 热轧，在1780热连轧机组进行轧制，

轧制条件为：

加热温度（烟气温度）：1250~1280℃；

坯子出炉温度：1150~1200℃；

开轧温度：≥1100℃；

终轧温度：≥950℃；

轧制厚度：3~4mm；

卷取温度：≤700℃；

11) 热轧后处理：热轧后自然冷却至室温后进行酸洗；

12) 冷轧：在12辊或20辊冷轧机组上进行轧制。

步骤6）中打底焊时电流为200-450A，打底焊方式：手工电弧焊或钨极氩弧焊。

步骤6）中坡口满焊时，采用自动埋弧焊，首先用≤500A的电流，然后用500~700A的电流。

步骤4）中，竖直孔与坡口之间的距离为10—12mm。

步骤5）中基材和复材叠加的过程中，基材位于复材上部，基材坡口所在的面朝下。

步骤9）中抽真空以使得复合坯中压力≤5Pa，观察是否能够持续10分钟以上，如果可以，即压力值没有出现反弹的现象，则用热煅法密封钢管。

步骤1）中所述的基材和复材的厚度比为8.5：1.5—9：1。

本发明还公开了另外一种不锈钢复合板的制备方法，依次包括以下步骤：

1)基材和复材的制备，首先，选择201不锈钢做为基材，304不锈钢做为复材；然后，用等离子切割机对基材和复材进行切割，使得两者的长宽尺寸相同；

2)制备坡口，在基材的4条棱上均打上坡口，以形成4个倾斜的坡面，坡底均位于基材的第一表面上，坡面的长度为20~25mm，倾角为30~40°；

3)基材和复材表面处理，对基材和复材的外表面进行处理，清除掉污垢和氧化层，使其呈现出金属光泽，处理方法为：喷砂、抛丸、磨床、铣床或酸洗；

4)基材和复材叠加，将基材以及复材在压力平台上进行叠加，使得两者上下对齐，同时保证基材坡底所在的面与复材相贴合；

5)填堵坡口，在坡口与复材的夹缝中放入钢丝，该钢丝经过了酸洗、清水冲洗后烘干，或手工以砂布清理干净；

6)焊接，在钢丝外侧的坡口处进行打底焊，打底焊时采用小电流锻焊的方式，打底焊时电流为200-450A，打底焊方式：手工电弧焊或钨极氩弧焊；然后，在钢丝外侧的坡口处满焊形成焊肉将基材以及复材连接起来，形成复合坯，坡口满焊时，采用自动埋弧焊，首先用≤500A的电流，然后用500~700A的电流；

7)钻孔，在焊肉处横向钻孔，孔的直径为6mm，孔的深度以钻穿钢丝为准；

8)检漏，首先，在孔内插入直径为6mm的钢管，同时将钢管与孔焊接牢固，然后，用毛刷蘸取肥皂水或洗衣粉水，均匀地涂刷于焊肉表面，最后，向钢管中接入压力≥0.5Mpa的惰性气体，检查焊肉处是否有泄漏，如有泄露应补焊至无泄漏；

9)抽真空，用扩散泵与钢管连接对基材以及复材进行抽真空，抽真空以使得复合坯中压力≤5Pa，观察是否能够持续10分钟以上，如果可以，即压力值没有出现反弹的现象，则用热煅法密封钢管；

10) 热轧，在1780热连轧机组进行轧制，

轧制条件为：

加热温度（烟气温度）：1250~1280℃；

坯子出炉温度：1150~1200℃；

开轧温度：≥1100℃；

终轧温度：≥950℃；

轧制厚度：3~4mm；

卷取温度：≤700℃；

11) 热轧后处理：热轧后自然冷却至室温后进行酸洗；

12) 冷轧：在12辊或20辊冷轧机组上进行轧制。

步骤4）中基材和复材叠加的过程中，基材位于复材下部，基材坡口所在的面朝上。

步骤1）中所述的基材和复材的厚度比为8.5：1.5—9：1。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：1、将基材和复材的厚度比控制在8.5：1.5—9：1，从而在保证复合板性能的同时，降低了生产成本；2、坡口形成的坡面的长度为20~25mm，倾角为30~40°，既保证了连接的牢固性，又避免了焊接工作量较大，使用的过程中，焊缝处出现问题的的情况；3、基材和复材的外表面处理选择在打坡口后，可以提高坡口处的外表面质量，避免因坡口处存在污垢造成连接不牢固的现象；4、竖直孔的深度为基材厚度的1/2—2/3，从而解决了过浅时，横向孔的钻取比较困难，过深时，劳动强度大的问题；5、横向孔的钻取在焊接之后进行，从而提高横向孔的强度，同时避免焊渣通过横向孔以及竖直孔进入基材以及复材的连接处；如果在没有焊接时就钻横向孔，很容易因没有支撑出现基材内部的金属变形；5、横向孔以及竖直孔的钻取均没有在焊肉上操作，是因以往的复合过程中，在焊肉上钻孔，会加快钻机的劳损，且比较麻烦；此处在基材上钻取延长了设备的使用寿命，降低了劳动强度；6、打底焊的过程中，采用小电流一方面保证了焊接速度，另一方面可以解决因过多热量输入造成基材和复材的氧化的问题，保证焊接质量；7、满焊的过程中，先采用200A的电流操作一段时间，先采用≤500A的电流，再采用500~700A的电流，依然是为了减少热量输入，防止基材和复材被氧化。

附图说明

图1为实施例1-3流程图；

图2为实施例1-3抽真空状态结构示意图；

图3为实施例4-6流程图；

图4为实施例4-6抽真空状态结构示意图。

具体实施方式

实施例1，如图1及图2所示的一种不锈钢复合板的制备方法，依次包括以下步骤：

1、基材和复材的制备，选择201不锈钢作为基材1，304不锈钢作为复材2，因304不锈钢的成本高于201不锈钢的成本，为了降低成本，同时保证成品的性能，基材1以及复材2的厚度比为8.5：1.5；在选择好基材1以及复材2后，用等离子切割机对基材1和复材2进行切割，使得两者的长宽尺寸相同；从而使得两者在叠加的过程中边缘平齐。

2、制备坡口，在基材1的上下表面上任意选择一个作为第一表面6，在基材1的4条棱上均打上坡口7，以形成倾斜的坡面，坡底位于基材1的第一表面6上，坡面的长度为20mm，倾角为30°。此处打上坡口7以利于后面的焊接等步骤，所以选择的坡口7不能过大也不能过小。当坡口7过小时，连接不牢固；当坡口7过大时，焊接工作量较大，且使用的过程中，焊缝处出现问题的几率较大。

3、基材和复材表面处理，对基材1以及复材2的外表面进行处理，清除掉污垢和氧化层，使其呈现出金属光泽，其中处理方法为：喷砂、抛丸、磨床、铣床或酸洗等。此处外表面的处理在打上坡口7后，从而也可以对坡口7进行处理，防止坡口7制备的过程中，在坡口7外表面出现污垢等情况，影响后续焊接，从而提高产品质量。

4、钻竖直孔，当对基材1以及复材2的外表面的清理完成后，在基材1的第一表面6即坡口所在的面上，临近坡口7处钻直径为6mm的竖直孔5，竖直孔5与坡口7之间的距离为6mm，此处当竖直孔5与坡口7之间的距离过近时，会对基材1的强度产生影响，从而影响产品质量；当距离过大时，横向孔4的深度需要过深，从而增加劳动强度；竖直孔5的深度为基材厚度的1/2。因在后续步骤中竖直孔需要与横向孔4贯通，所以当其深度过小时，横向孔4的设置比较困难；当竖直孔5的深度过大时；一方面劳动强度较大；另一方面基材1的强度会降低。

5、基材和复材叠加，先将复材2放置于压力平台上，然后将基材1放置于其上部，基材1的坡口7所在的第一表面6朝下，从而使得第一表面6与复材2相贴合。此处坡口7朝下设置，方便了焊接，同时由于向上倾斜的坡口7，使得连接更牢固，同时便于在接下来的步骤中进行抽真空的操作。

6、焊接，首先在坡口7处采用手工电弧焊或钨极氩弧焊进行打底焊，打底焊时电流为200A，此处选用小电流的200A，一方面保证了焊接速度，另一方面可以解决因过多热量输入造成基材1和复材2的氧化的问题，保证焊接质量；然后，采用自动埋弧焊将坡口满焊形成焊肉3，从而将基材1以及复材2连接起来，形成复合坯；自动埋弧焊时，先采用200A的电流操作一段时间，然后再用500A的电流，此处依然是为了减少热量输入，防止基材1和复材2被氧化；换成500A的电流是为了提高焊接速度。

7、钻横向孔，在基材1的侧面上钻直径为6mm的横向孔4，横向孔4的深度以与竖直孔5贯通为宜，横向孔4的上边缘与基材1的第一表面之间的距离小于竖直孔5的深度，此处横向孔4的钻孔在焊接后进行，可以提高横向孔4的强度，同时避免焊渣通过横向孔4以及竖直孔5进入基材1以及复材2的连接处；如果在没有焊接时就钻横向孔4，很容易因没有支撑出现基材1内部的金属变形；通过将横向孔4与竖直孔5贯通，可以形成连通的气腔，此步骤中钻横向孔4，以及步骤4中钻竖直孔5均没有在焊肉3上操作，是因以往的复合过程中，在焊肉3上钻孔，会加快钻机的劳损，且比较麻烦。

8、检漏，此处是为了检测焊肉3处是否有焊接不牢的现象。方法为：首先，在横向孔4内插入直径为6mm的钢管，同时将钢管与横向孔4焊接牢固；然后，用毛刷蘸取肥皂水或洗衣粉水，均匀地涂刷于焊肉3的表面；最后，向钢管中接入压力为0.5Mpa的惰性气体，观察焊肉3表面是否出现气泡，以此来判断焊肉3处是否有泄漏，如有气泡则表明有泄露应补焊至无泄漏。

9、抽真空，用扩散泵与钢管连接进行抽真空，在抽真空的过程中使得复合坯中的压力为5Pa，且能够维持该压力值达到20分钟，没有出现压力反弹的现象时表示连接牢固，随后用热煅法密封钢管。

10、热轧，在抽真空后，在1780热连轧机组进行轧制，

轧制条件为：加热温度：1250℃；坯子出炉温度：1150℃；开轧温度： 1100℃；终轧温度： 950℃；轧制厚度：3mm；卷取温度： 700℃。

11、热轧后处理：热轧后自然冷却至室温时进行酸洗，形成冷轧基料。

12、冷轧：在12辊或20辊冷轧机组上进行轧制，形成复合板。其轧制参数及轧后热处理和精整工艺遵照201不锈钢工艺参数，轧制厚度遵照用户要求。

冷轧后，按照国际标准以及企业标准对产品进行检验，合格品包装入库，不合格品做次品处理或直接报废。

实施例2，步骤1、基材1和复材2的制备中，基材1以及复材2的厚度比为8.7：1.3；步骤2、制备坡口7的过程中，形成的坡面的长度为23mm，倾角为35°；步骤4、钻竖直孔中，竖直孔5的深度为基材1厚度的0.55；竖直孔5与坡口之间的距离为11mm；步骤6、焊接中，打底焊时电流为300A；采用自动埋弧焊将坡口7满焊形成焊肉3时，先采用300A的电流操作一段时间，然后再用600A的电流；步骤8、检漏中，向钢管中接入的惰性气体的压力为1Mpa；步骤9、抽真空中，在抽真空的过程中使得复合坯中的压力为4Pa，且能够维持该压力值达到15分钟，没有出现压力反弹的现象时表示连接牢固；步骤10、热轧时，轧制条件为：加热温度：1260℃；坯子出炉温度：1170℃；开轧温度： 1200℃；终轧温度： 970℃；轧制厚度：3.5mm；卷取温度： 600℃。本实施例其它内容同实施例1。

实施例3，步骤1、基材1和复材2的制备中，基材1以及复材2的厚度比为9：1；步骤2、制备坡口的过程中，形成的坡面的长度为25mm，倾角为40°；步骤4、钻竖直孔中，竖直孔5的深度为基材厚度的2/3；竖直孔5与坡口之间的距离为12mm；步骤6、焊接中，打底焊时电流为400A；采用自动埋弧焊将坡口满焊形成焊肉3时，先采用300A的电流操作一段时间，然后再用700A的电流；步骤8、检漏中，向钢管中接入的惰性气体的压力为2Mpa；步骤9、抽真空中，在抽真空的过程中使得复合坯中的压力为5Pa，且能够维持该压力值达到10分钟，没有出现压力反弹的现象时表示连接牢固；步骤10、热轧时，轧制条件为：加热温度：1280℃；坯子出炉温度：1200℃；开轧温度： 1300℃；终轧温度： 980℃；轧制厚度：4mm；卷取温度：500℃。本实施例其它内容同实施例1。

实施例4，如图3及4所示，本实施例与实施例1的不同之处在于以下步骤：

4、基材和复材叠加，将基材以及复材在压力平台上进行叠加，使得两者上下对齐，同时保证基材坡底所在的面与复材相贴合，在基材和复材叠加的过程中，基材位于复材下部，基材的坡底所在的第一表面6朝上，此实施例的叠加方法与实施例1的不同，此处基材坡口所在的面朝上，可以使得坡口内部的杂质更容易从坡口处出去，保证了内部的清洁。

5、填堵坡口，在坡口与复材的夹缝中放入201的钢丝5，该钢丝经过了酸洗、清水冲洗后烘干，或手工以砂布清理干净，此处放入钢丝5的目的为：一方面，形成贯通气腔，以利抽真空；另一方面，尽量堵塞坡口缝隙，防止焊接时焊渣进入。

6、焊接，在钢丝外侧的坡口处进行打底焊，打底焊时电流为200A，此处选用小电流的200A，一方面保证了焊接速度，另一方面可以解决因过多热量输入造成基材1和复材2的氧化的问题，保证焊接质量；然后，采用自动埋弧焊将坡口满焊形成焊肉3，从而将基材1以及复材2连接起来，形成复合坯；自动埋弧焊时，先采用200A的电流操作一段时间，然后再用500A的电流，此处依然是为了减少热量输入，防止基材1和复材2被氧化；换成500A的电流是为了提高焊接速度。

7、钻孔，在焊肉处横向钻孔，孔的直径为6mm，孔的深度以钻穿钢丝5为准，将孔钻穿钢丝可以使得该孔与钢丝内侧形成贯通的气腔，利于接下来步骤中的检漏。

8、检漏，此处是为了检测焊肉3处是否有焊接不牢的现象。方法为：首先，在孔4内插入直径为6mm的钢管，同时将钢管与孔4焊接牢固；然后，用毛刷蘸取肥皂水或洗衣粉水，均匀地涂刷于焊肉3的表面；最后，向钢管中接入压力为0.5Mpa的惰性气体，观察焊肉3表面是否出现气泡，以此来判断焊肉3处是否有泄漏，如有气泡则表明有泄露应补焊至无泄漏。

其它步骤与实施例1的相同。

实施例5，步骤1、基材1和复材2的制备中，基材1以及复材2的厚度比为8.7：1.3；步骤2、制备坡口7的过程中，形成的坡面的长度为23mm，倾角为35°；步骤6、焊接中，打底焊时电流为300A；采用自动埋弧焊将坡口7满焊形成焊肉3时，先采用300A的电流操作一段时间，然后再用600A的电流；步骤8、检漏中，向钢管中接入的惰性气体的压力为1Mpa；步骤9、抽真空中，在抽真空的过程中使得复合坯中的压力为4Pa，且能够维持该压力值达到15分钟，没有出现压力反弹的现象时表示连接牢固；步骤10、热轧时，轧制条件为：加热温度：1260℃；坯子出炉温度：1170℃；开轧温度： 1200℃；终轧温度： 970℃；轧制厚度：3.5mm；卷取温度：600℃。本实施例其它内容同实施例4。

实施例6，步骤1、基材1和复材2的制备中，基材1以及复材2的厚度比为9：1；步骤2、制备坡口的过程中，形成的坡面的长度为25mm，倾角为40°；步骤6、焊接中，打底焊时电流为400A；采用自动埋弧焊将坡口满焊形成焊肉3时，先采用300A的电流操作一段时间，然后再用700A的电流；步骤8、检漏中，向钢管中接入的惰性气体的压力为2Mpa；步骤9、抽真空中，在抽真空的过程中使得复合坯中的压力为5Pa，且能够维持该压力值达到10分钟，没有出现压力反弹的现象时表示连接牢固；步骤10、热轧时，轧制条件为：加热温度：1280℃；坯子出炉温度：1200℃；开轧温度： 1300℃；终轧温度： 980℃；轧制厚度：4mm；卷取温度：500℃。本实施例其它内容同实施例4。

本发明通过将201不锈钢以及304不锈钢进行复合，使其既具有304不锈钢的优点，作为建筑、装饰材料使用，又降低了成本；步骤紧凑，效率高，且生产出的复合板成品率高，质量好，易于推广使用。

Claims (7)

1.一种不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

1)基材和复材的制备，首先，选择201不锈钢做为基材，304不锈钢做为复材；然后，用等离子切割机对基材和复材进行切割，使得两者的长宽尺寸相同；

2)制备坡口，在基材的4条棱上均打上坡口，以形成4个倾斜的坡面，坡底均位于基材的第一表面上，坡面的长度为20~25mm，倾角为30~40°；

3)基材和复材表面处理，对基材和复材的外表面进行处理，清除掉污垢和氧化层，使其呈现出金属光泽，处理方法为：喷砂、抛丸、磨床、铣床或酸洗；

4)钻竖直孔，在基材的坡面所在的第一表面上，临近坡口处钻直径为6mm的竖直孔，竖直孔的深度为基材厚度的1/2—2/3；

5)基材和复材叠加，将基材以及复材在压力平台上进行叠加，使得两者上下对齐，同时保证基材坡口所在的面与复材相贴合；

6)焊接，首先，在坡口处进行打底焊，打底焊时采用小电流锻焊的方式；然后，在坡口处满焊形成焊肉将基材以及复材连接起来，形成复合坯；

7)钻横向孔，在基材的侧面上钻直径为6mm的横向孔，横向孔的深度以与竖直孔贯通，横向孔的上边缘与基材的第一表面之间的距离小于竖直孔的深度；

8)检漏，首先，在横向孔内插入直径为6mm的钢管，同时将钢管与横向孔焊接牢固，然后，用毛刷蘸取肥皂水或洗衣粉水，均匀地涂刷于焊肉表面，最后，向钢管中接入压力≥0.5Mpa的惰性气体，检查焊肉处是否有泄漏，如有泄露应补焊至无泄漏；

9)抽真空，用扩散泵与钢管连接对基材以及复材进行抽真空；

10)热轧，在1780热连轧机组进行轧制，

轧制条件为：

加热温度：1250~1280℃；

坯子出炉温度：1150~1200℃；

开轧温度：≥1100℃；

终轧温度：≥950℃；

轧制厚度：3~4mm；

卷取温度：≤700℃；

11)热轧后处理：热轧后自然冷却至室温后进行酸洗；

12)冷轧：在12辊或20辊冷轧机组上进行轧制。

2.如权利要求1所述的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：步骤6）中打底焊时电流为200-450A，打底焊方式：手工电弧焊或钨极氩弧焊。

3.如权利要求2所述的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：步骤6）中坡口满焊时，采用自动埋弧焊，首先用≤500A的电流，然后用500~700A的电流。

4.如权利要求3所述的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：步骤4）中，竖直孔与坡口之间的距离为10—12mm。

5.如权利要求4所述的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：步骤5）中基材和复材叠加的过程中，基材位于复材上部，基材坡口所在的面朝下。

6.如权利要求5所述的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：步骤9）中抽真空以使得复合坯中压力≤5Pa，观察是否能够持续10分钟以上，如果可以，即压力值没有出现反弹的现象，则用热煅法密封钢管。

7.如权利要求1至6任意一项所述的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的基材和复材的厚度比为8.5：1.5—9：1。