CN104959783A - 一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法，它涉及金属复合技术中的复合焊接技术领域；它的工艺步骤具体如下：步骤一：备料；步骤二：第一次组坯；步骤三：加热预复合；步骤四：第二次组坯；步骤五：压力焊接；步骤六：均热炉加热；步骤七：轧制校平；步骤八：分板；步骤九：质量检验；步骤十：后期处理；本发明解决了爆炸复合法污染环境、机械化程度低、劳动条件差、有一定的危险性、爆炸冲击对板材产生伤害、产量低、轧制法复合法轧件易边裂、易形成脆性金属化合物、结合强度低等问题；在预复合作用下提高了金属复合板的产量和质量；简化了的组坯流程，降低了操作难度。

Description

一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法

技术领域：

本发明涉及金属复合技术中的复合焊接技术领域，具体涉及一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法。

背景技术：

国内和国际上生产不锈钢复合板材、卷板的方法大致为：

一、爆炸复合法：基本原理是利用炸药爆炸产生的能量,在微秒级时间内使两块金属板在碰撞点产生高达106～107/s的应变速率和104MPa的高压,从而实现异种金属的焊接复合。

工艺特点是：使材料性能差异极为悬殊的金属组合实现复合，可以避免脆性金属间化合物的生成，灵活性强,可实现各种异型件的复合，复合材料的结合强度高，适用于大多可塑性金属或合金；但是污染环境、机械化程度低、劳动条件差、有一定的危险性、爆炸冲击对板材产生伤害、产量低一直是它的不足。

二、轧制复合法：

在轧制压力的作用下,使两层或多层金属板同时产生塑性变形,表面金属层破裂、露出洁净而活化的金属,从而使板面之间形成冶金结合,在后续的热处理过程中，通过热扩散使界面结合进一步强化和稳固。

工艺特点是：轧制复合可以进行连续生产，产品尺寸精确，各组元的厚度均匀，性能稳定，适于轧制复合的金属非常多，而且生产成本低、效率高，易于实现人规模工业化生产。但轧制复合往往需要进行表面处理和退火强化处理等工艺。轧件易边裂，易形成脆性金属化合物，结合强度低等。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明的一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法，它的工艺步骤具体如下：

步骤一：备料：

(1.1)、基材：两块碳钢尺寸范围：厚度 0.2mm—90mm，宽度 1000mm—2200mm，长度 1000mm—9000mm；用打磨设备将碳钢单面抛光成镜面；用切割设备将打磨成镜面的那面的四个边切割成坡口，坡口大小为碳钢厚度的35%—60%，坡度成35°-50°角，随基材和复材的厚度、材质的变化而改变；

(1.2)、复材：两块不锈钢尺寸范围：厚度 0.2mm—20mm，宽度 1000mm—2200mm，长度 1000mm—9000mm，小于等于碳钢基材镜面切割坡口后的尺寸，用打磨设备将不锈钢单面抛光成镜面；

步骤二：第一次组坯：

(2.1)、组装复合板坯一：将碳钢坡口向上置于平台上；铺满一层箔状复合钎料，厚度为0.03mm—0.05mm；将不锈钢镜面向下对齐放置在钎料上；完成组装复合板坯一；

(2.2)、组装复合板坯二：将碳钢坡口向上置于平台上；铺满一层箔状复合钎料，厚度为0.03mm—0.05mm；将不锈钢镜面向下对齐放置在钎料上；完成组装复合板坯二；

步骤三：加热预复合：

将两块复合板坯分别加热至300℃—400℃，同时加压3000—4000吨，等钎料融化后使复合板坯达到真空与预复合；等复合板坯冷却后取出；

步骤四：第二次组坯：

将复合板坯一坡口向上放置在平台上；将耐高温防黏剂用喷涂或刷涂的方式，均匀的涂在不锈钢的表面，厚度为0.5mm—1.5mm，用热风吹干后即形成防粘层；然后放置复合板坯二，坡口向下并对齐；完成复合板坯组装；

步骤五：压力焊接：

将复合板坯放置在多点下压油压机上加压4000吨，将复合板坯压实；同时用埋弧焊机将复合板坯坡口四周焊接平整；

步骤六：均热炉加热：

将焊接好的复合板坯送入均热炉中，加热温度随复合板材质不同而调整，温度范围1200℃—1320℃；

步骤七：轧制校平：

将加热后的复合板坯送至轧制机，经第一道轧制实施20%以上的压缩率轧制后，其它轧制道次按常规轧制，成品尺寸3mm—90mm；冷却后经校平机校平；

步骤八：分板：

将轧制好的复合板四边切除，即可得到两张复合板；

步骤九：质量检验：

使用超声波探伤仪对复合板内部质量进行检测；

步骤十：后期处理：

根据客户要求进行整形、抛光、拉丝、折弯等要求；完成复合板生产流程。

本发明有益效果为：解决了爆炸复合法污染环境、机械化程度低、劳动条件差、有一定的危险性、爆炸冲击对板材产生伤害、产量低、轧制法复合法轧件易边裂、易形成脆性金属化合物、结合强度低等问题；在预复合作用下提高了金属复合板的产量和质量；简化了的组坯流程，降低了操作难度。

附图说明：

图1为本具体实施方式中碳钢板选材示意图；

图2为本具体实施方式中第一次组坯示意图；

图3为本具体实施方式中加热预复合示意图；

图4为本具体实施方式中第二次组坯示意图；

图5为本具体实施方式中压力焊接示意图；

图6为本具体实施方式中均热炉加热示意图；

图7为本具体实施方式中轧制校平示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-7所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它的工艺步骤具体如下：

步骤一：备料（见图1）：

(1.1)、基材：两块碳钢尺寸范围：厚度 0.2mm—90mm，宽度 1000mm—2200mm，长度 1000mm—9000mm；材质可为各种碳钢，合金，铝等；用打磨设备将碳钢单面抛光成镜面；用切割设备将打磨成镜面的那面的四个边切割成坡口，坡口大小为碳钢厚度的35%—60%，坡度成35°-50°角，随基材和复材的厚度、材质的变化而改变；

(1.2)、复材：两块不锈钢尺寸范围：厚度 0.2mm—20mm，宽度 1000mm—2200mm，长度 1000mm—9000mm，小于等于碳钢基材镜面切割坡口后的尺寸，材质可为各种不锈钢、合金、钛、镍、铜、铝等；用打磨设备将不锈钢单面抛光成镜面。

步骤二：第一次组坯（见图2）：

(2.1)、组装复合板坯一：将碳钢1坡口向上置于平台上；铺满一层箔状复合钎料2，厚度为0.03mm—0.05mm；将不锈钢3镜面向下对齐放置在钎料上；完成组装复合板坯一；

(2.2)、组装复合板坯二（与组装复合板坯1相同）：将碳钢坡口向上置于平台上；铺满一层箔状复合钎料，厚度为0.03mm—0.05mm；将不锈钢镜面向下对齐放置在钎料上；完成组装复合板坯二；

步骤三：加热预复合（见图3）：

将两块复合板坯分别加热至300℃—400℃，同时加压3000—4000吨，等钎料融化后使复合板坯达到真空与预复合的目的；等复合板坯冷却后取出；

步骤四：第二次组坯（见图4）：

将复合板坯一坡口向上放置在平台上；将耐高温防黏剂用喷涂或刷涂的方式，均匀的涂在不锈钢的表面，厚度为0.5mm—1.5mm（随复合板坯加热温度和加热时间的变化而改变），用热风吹干后即形成防粘层4；然后放置复合板坯二，坡口向下并对齐；完成复合板坯组装；

步骤五：压力焊接（见图5）：

将复合板坯放置在多点下压油压机上加压4000吨，将复合板坯压实；同时用埋弧焊机将复合板坯坡口四周焊接平整；

步骤六：均热炉加热（见图6）：

将焊接好的复合板坯送入均热炉中，加热温度随复合板材质不同而调整，温度范围1200℃—1320℃；

步骤七：轧制校平（见图7）：

将加热后的复合板坯送至轧制机，经第一道轧制实施20%以上的压缩率轧制后，其它轧制道次按常规轧制，成品尺寸3mm—90mm；冷却后经校平机校平；

步骤八：分板：

将轧制好的复合板四边切除，即可得到两张复合板；

步骤九：质量检验：

使用超声波探伤仪对复合板内部质量进行检测；

步骤十：后期处理：

根据客户要求进行整形、抛光、拉丝、折弯等要求；完成复合板生产流程。

本具体实施方式分别将两块碳钢和两块不锈钢表面抛光后，按碳钢，复合钎料，不锈钢的顺序叠放后；在分别加热使钎料融化达到真空和预复合的目的；然后将一块复合板坯坡口向上，并在上面喷涂一层耐高温防黏剂，经热风吹干形成防粘层后，将另一块复合板坯坡口向下对齐放置；然后用多点下压油压机加压4000吨，使复合板坯压实的同时，用埋弧焊机将复合板坯四周坡口处焊接平整，复合板坯组坯完成；将复合板坯放置均热炉中加热至1200℃—1320℃时，经第一道轧制实施20%以上的压缩率轧制时，由于钎料的预复合作用，使得轧制时碳钢和不锈钢可以牢固的焊接在一起成为不锈钢板材或卷板。

实施例：

实施例一：生产不锈钢复合板304+Q235B，板坯尺寸为153×1300×1900mm，钎料尺寸为0.035×1250×1850mm,加热350℃，时加压3000吨，高温防粘层尺寸0.8×1250×1850mm,将板坯对齐放好并加压4000吨，同时进行焊接；均热炉加热至1260℃，第一道轧制实施25%的压缩率轧制后，其他轧制道次按常规轧制，轧制后尺寸为10×2300×16000mm，整形后尺寸为5×2250×15950mm。

实施例二：生产不锈钢复合板304+Q235B，板坯尺寸为153×1300×1900mm，钎料尺寸为0.035×1250×1850mm,加热350℃，时加压3500吨，高温防粘层尺寸0.8×1250×1850mm,将板坯对齐放好并加压4000吨，同时进行焊接；均热炉加热至1300℃，第一道轧制实施25%的压缩率轧制后，其他轧制道次按常规轧制，轧制后尺寸为6×2300×16000mm，整形后尺寸为3×2250×15950mm。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种提高钎焊轧制法生产金属复合材料产量和质量的方法，其特征在于：它的工艺步骤具体如下：

步骤一：备料：

(1.1)、基材：两块碳钢尺寸范围：厚度 0.2mm—90mm，宽度 1000mm—2200mm，长度 1000mm—9000mm；用打磨设备将碳钢单面抛光成镜面；用切割设备将打磨成镜面的那面的四个边切割成坡口，坡口大小为碳钢厚度的35%—60%，坡度成35°-50°角，随基材和复材的厚度、材质的变化而改变；

(1.2)、复材：两块不锈钢尺寸范围：厚度 0.2mm—20mm，宽度 1000mm—2200mm，长度 1000mm—9000mm，小于等于碳钢基材镜面切割坡口后的尺寸，用打磨设备将不锈钢单面抛光成镜面；

步骤二：第一次组坯：

(2.1)、组装复合板坯一：将碳钢坡口向上置于平台上；铺满一层箔状复合钎料，厚度为0.03mm—0.05mm；将不锈钢镜面向下对齐放置在钎料上；完成组装复合板坯一；

(2.2)、组装复合板坯二：将碳钢坡口向上置于平台上；铺满一层箔状复合钎料，厚度为0.03mm—0.05mm；将不锈钢镜面向下对齐放置在钎料上；完成组装复合板坯二；

步骤三：加热预复合：

将两块复合板坯分别加热至300℃—400℃，同时加压3000—4000吨，等钎料融化后使复合板坯达到真空与预复合；等复合板坯冷却后取出；

步骤四：第二次组坯：

将复合板坯一坡口向上放置在平台上；将耐高温防黏剂用喷涂或刷涂的方式，均匀的涂在不锈钢的表面，厚度为0.5mm—1.5mm，用热风吹干后即形成防粘层；然后放置复合板坯二，坡口向下并对齐；完成复合板坯组装；

步骤五：压力焊接：

将复合板坯放置在多点下压油压机上加压4000吨，将复合板坯压实；同时用埋弧焊机将复合板坯坡口四周焊接平整；

步骤六：均热炉加热：

将焊接好的复合板坯送入均热炉中，加热温度随复合板材质不同而调整，温度范围1200℃—1320℃；

步骤七：轧制校平：

将加热后的复合板坯送至轧制机，经第一道轧制实施20%以上的压缩率轧制后，其它轧制道次按常规轧制，成品尺寸3mm—90mm；冷却后经校平机校平；

步骤八：分板：

将轧制好的复合板四边切除，即可得到两张复合板；

步骤九：质量检验：

使用超声波探伤仪对复合板内部质量进行检测；

步骤十：后期处理：

根据客户要求进行整形、抛光、拉丝、折弯等要求；完成复合板生产流程。