CN105149354B - 大尺寸不锈钢‑铜合金复合板材异步热轧工艺 - Google Patents

Abstract

一种大尺寸不锈钢‑铜合金复合板材异步热轧工艺，涉及一种金属材料加工工艺，包括步骤：①选取复合板材；②钢刷打磨；③加热处理；④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热；⑤一道次轧制复合；⑥校平处理；⑦退火处理；⑧表面处理；⑨分剪或切割、切边处理；⑩验收与入库。本发明可使金属材料表面不易氧化，其复合材料界面的冶金结合率高，而且产品具有较好的机械性能和较高的剥离强度，适于制备大尺寸长型复合板材，具有生产效率高，生产成本低等特点，应用较为广泛。

Description

大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺

技术领域

本发明涉及一种金属材料加工工艺，特别是一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺。

背景技术

目前，世界上已有20多个国家在生产各类金属轧制复合材料，其轧制复合工艺主要包括爆炸轧制复合、热喷涂轧制复合、粉末轧制复合、异步轧制复合、冷轧制复合、固液相加热轧制复合等。如：专利CN201010612758公开了“一种钢BFe30白铜固液相复合板的均匀后处理方法”，这种轧制复合材料的原料是白铜和0A81钢板，经过2道次轧制成产品；专利CN201010613199公开了“一种钢紫铜固液相复合板的均匀后处理方法”，其工作强度大、工艺复杂、生产成本高，制约了这类复合材料在工业上的应用范围，还将预先进行过表面处理的H62黄铜与Q235钢叠合进行轧制复合，整体压下量71%，制备出0.9mm厚的铜/钢/铜复合板，采用该同步轧制的方法制备复合板材的相对压下量大，同时在轧制时，由于上、下轧辊压力的差异，导致上下复合板组合形变不均，板材出现跑偏现象。此外以上这些方法制备大尺寸的不锈钢-铜合金复合板材时，由于大尺寸复合板材的面积较大，加热时金属材料表面易氧化，因此，产生的氧化膜使得冶金结合率不高，板材质量不稳定，难以实现产业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，以解决现有不锈钢-铜合金轧制复合工艺中存在的金属材料表面易氧化、复合界面的冶金结合率不高，界面易剥离或剥离强度低，需要经过多道次轧制才能成型等原因而无法制备大尺寸长型复合板材的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，该工艺包括以下步骤：

①选取复合板材：

分别按需要尺寸选取好组成复合板材的不锈钢板和铜合金板，板材的宽300～1500mm，厚度0.3～10mm，长度≥5000mm；

②钢刷打磨：

分别用钢丝直径为0.1～0.5mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；

③加热处理：

采用开环伺服低速输送系统将不锈钢板和铜合金板对齐，将端头铆合或焊合后连续平稳传送至高频电流加热炉；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉的升温速度、加热时间进行控制，使炉内温度保持在 500℃～950℃，加热时间为 10～30min；同时高频电流加热炉通入氮气或氩气保护气体；

④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热：

对辊轧机的上下轧辊进行全面加热，使轧辊的表面温度达到200℃～250℃；

⑤一道次轧制复合：

采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为10～20m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.1~1.5；轧制压力为500～1500N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的20％～40％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；

⑥校平处理：

把热轧制后的轧制复合板送入开环伺服低速控制校平机进行校平处理，得到大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品；

⑦退火处理：

把轧制完成的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品放入700 ℃~900 ℃的退火炉中保温80~100min，完成退火处理，取出后自然冷却，即可得到力学性能优良的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品；

⑧表面处理：

用抛光机对大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品表面进行抛光处理，恢复不锈钢、铜合金板材原有的光度和亮度；

⑨分剪或切割、切边处理：

根据客户需求，采用大型电切割机对复合板材进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；

⑩验收与入库：

用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，对符合要求的产品确认并入库。

本发明的进一步技术方案是：所述的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品抗拉强度达650MPa以上；规定非比例延伸强度达360MPa以上；剥离强度达到200 MPa以上，断后伸长率保持在14%以上。

本发明的进一步技术方案是：所述的铜合金板为黄铜、青铜、白铜中的任一种。

本发明的进一步技术方案是：所述的不锈钢板为不锈钢牌号为201、202、303、304、316L中的任一种不锈钢板。

本发明的进一步技术方案是：所述的开环伺服低速输送系统包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊、下板带辊、上板平衡辊、下板平衡辊、上板输送辊、下板输送辊、上下板输送辊、上下牵引辊、成品带板辊；所述的上板带辊、下板带辊、上板平衡辊、下板平衡辊、上板输送辊、下板输送辊依次成对设置在加热炉前端；所述的上下板输送辊设置在高频电流加热炉和上下轧辊之间，上下牵引辊、成品带板辊依次设置在上下轧辊的后端。

本发明的更进一步技术方案是：所述的高频电流加热炉的入口端设有两层板材入口通道，高频电流加热炉的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道。

由于采用上述技术方案，本发明之大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.金属材料表面不易氧化：

由于本发明在加热处理步骤时，往加热炉通入氮气或氩气保护气体，可使金属材料表面不易氧化。

2. 复合材料界面的冶金结合率高：

由于本发明的金属材料表面不易氧化，其复合材料界面的冶金结合率较高。另外，由于本发明在选取复合板材后，分别用钢丝直径为0.1～0.5mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；钢刷打磨在待复合界面上形成了一层脆性覆膜，脆膜在大压下量轧制过程中破裂露出新金属，界面两侧的新鲜金属在巨大的压力作用下通过脆膜的裂缝挤出并且相互接触形成了牢固的冶金结合，因而使复合材料界面的冶金结合率高达99%以上。

3.具有较好的机械性能和较高的剥离强度：

由于本发明在将不锈钢板和铜合金板经过加热处理、并对轧辊进行全面加热后，采用异步热轧制技术，把加热好的不锈钢板、铜合金板分别进行热轧制，能降低轧制力，能耗低，产品精度高，采用不同的异步比，本申请的快慢轧辊的异步比为a=1.1~1.5，这可以减少轧辊的磨损和中间退火，调节双金属板的弯曲曲率来保证轧件平直。本发明一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板具有较好的机械性能和较高的剥离强度。

4.适于制备大尺寸长型复合板材：

由于本发明金属材料表面不易氧化，复合材料界面的冶金结合率高，而且具有较好的机械性能和较高的剥离强度，因而适于制备大尺寸长型复合板材。

5. 生产效率高，生产成本低：

本发明在将不锈钢板和铜合金板经过加热处理、并对轧辊进行全面加热后，采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为10～20m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.1~1.5；轧制压力为500～1500N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的20％～40％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；由于只经过一道次轧制工艺即可得到复合板材，其生产效率较高，而且生产成本也得到大大降低。

6. 适用范围广：

本发明轧制出的不锈钢-铜合金多层状大尺寸复合板材具有强度大、导热性能好、防腐能力强等优势，因此它的用途有很大的发展空间，主要用于化工业、造船业、汽车、制冷制热器件，如空调散热器接头、快艇及游艇等船泊的船体壳接插件、各类管道阀门建筑管道配件、建筑体外墙装饰等领域。

下面，结合附图和实施例对本发明之大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺中采用的开环伺服低速输送系统结构示意图。

图2：高频电流加热炉的入口平面图。

图3：本发明之大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺中的退火炉、开环伺服低速控制校平机的结构示意图。

图4：实施例一中不锈钢牌号为304的不锈钢板和黄铜板结合界面金相照片，

图5：实施例二中不锈钢牌号为316的不锈钢板和青铜板结合界面金相照片，

图6：实施例三中的不锈钢牌号为203的不锈钢板和黄铜复合材料板结合界面SEM照片，

图7：实施例四中的不锈钢牌号为206的不锈钢板和白铜板结合界面SEM照片。

1-不锈钢板，2-铜合金板，

3-开环伺服低速输送系统，

301-上板带辊，302-下板带辊，303-上板平衡辊，304-下板平衡辊，

305-上板输送辊，306-下板输送辊，307-上下板输送辊，308-上下牵引辊，

309-成品带板辊，

4-高频电流加热炉，5-上下轧辊，6-开环伺服低速控制校平机，

7-退火炉，701-退火炉的输送辊。

具体实施方式

实施例一：

一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，该工艺包括以下步骤：

①选取复合板材：

分别按需要尺寸选取好组成复合板材的不锈钢板1和铜合金板2，其中：不锈钢板1为不锈钢牌号为304的不锈钢板，铜合金板2为黄铜板，板材的宽300mm，厚度0.3mm，长度=5000mm；

②钢刷打磨：

分别用钢丝直径为0.1mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；

③加热处理：

采用开环伺服低速输送系统3将不锈钢板和铜合金板对齐，将端头铆合或焊合后连续平稳传送至高频电流加热炉4；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉4的升温速度、加热时间进行控制，使炉内温度保持在 500℃，加热时间为 10min；同时高频电流加热炉通入氮气或氩气保护气体，以防止材料表面氧化而影响复合效果；

④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热：

对辊轧机的上下轧辊5进行全面加热，使轧辊的表面温度达到200℃；

⑤一道次轧制复合：

采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并采用带触摸功能的低速多轴控制方法，把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为10m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.1；轧制压力为500N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的20％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；

⑥校平处理：

把热轧制后的轧制复合板送入开环伺服低速控制校平机6进行校平处理，得到大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品；

⑦退火处理：

把轧制完成的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品放入700 ℃的退火炉7中保温80min，完成退火处理，取出后自然冷却，即可得到力学性能优良的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品，其抗拉强度达650MPa以上；规定非比例延伸强度达360MPa以上；剥离强度达到200 MPa以上，断后伸长率保持在14%以上，复合板材质符合国家相关标准；

⑧表面处理：

用抛光机对大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品表面进行抛光处理，恢复不锈钢、铜合金板材原有的光度和亮度；

⑨分剪或切割、切边处理：

根据客户需求，采用大型电切割机对复合板材进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；

⑩验收与入库：

用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，以 GB/T228.1-2010 和 GB/T232-2010为标准，对符合要求的产品确认并入库。

所述的开环伺服低速输送系统3包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306、上下板输送辊307、上下牵引辊308、成品带板辊309；所述的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306依次成对设置在高频电流加热炉4前端；所述的上下板输送辊307设置在高频电流加热炉4和上下轧辊5之间，上下牵引辊308、成品带板辊309依次设置在上下轧辊5的后端（参见图1）；所述的开环伺服动力传动系统由步进电机及其驱动线路等组成，其工作原理是每输入一个指令脉冲步进电机就旋转一定角度，电机转速与角度取决于指令脉冲的频率和脉冲数，易于控制，有利于保持复合板材连续平稳传送入加热炉和轧制辊；

所述的高频电流加热炉4的入口端设有两层板材入口通道401，高频电流加热炉4的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道（参见图2）。该高频电流加热炉的高频电流从两导电辊导入，在轧辊处不锈钢板、铜合金板通过轧制复合，在这样一个V型区域里根据高频电流邻近效应和集肤效应的原理，高频电流对从导电辊到轧辊处这一区域的板材加热。在加热过程中高频电流将集中于板材待复合表面很浅的深度内流动，并且在轧辊处温度达到最高，加热后的板材立即轧辊轧制。图4为本实施例一中不锈钢牌号为304的不锈钢板和黄铜板结合界面金相照片。

本发明采用智能温度自动控制系统是常用的技术，它能对高频电流加热炉的升温速度、保温时间进行严格控制，一是能使炉内温度均匀，炉温误差不超过5℃；二是将炉中温度变化显示和数字控制合于一体，通过软件实现自动控温、调温的目的。

实施例二：

一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，该工艺包括以下步骤：

①选取复合板材：

分别按需要尺寸选取好组成复合板材的不锈钢板1和铜合金板2，其中：不锈钢板1为不锈钢牌号为316的不锈钢板，铜合金板2为青铜板，板材的宽800mm，厚度3mm，长度=6000mm；

②钢刷打磨：

分别用钢丝直径为0.4mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；

③加热处理：

采用开环伺服低速输送系统3将不锈钢板和铜合金板对齐，将端头铆合或焊合后连续平稳传送至高频电流加热炉4；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉4的升温速度、加热时间进行控制，使炉内温度保持在 650℃，加热时间为20min；同时高频电流加热炉通入氮气或氩气保护气体，以防止材料表面氧化而影响复合效果；

④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热：

对辊轧机的上下轧辊5进行全面加热，使轧辊的表面温度达到220℃；

⑤一道次轧制复合：

采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并采用带触摸功能的低速多轴控制方法，把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为15m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.2；轧制压力为1000N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的30％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；

⑥校平处理：

把热轧制后的轧制复合板送入开环伺服低速控制校平机6进行校平处理，得到大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品；

⑦退火处理：

把轧制完成的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品放入750 ℃的退火炉7中保温90min，完成退火处理，取出后自然冷却，即可得到力学性能优良的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品，其抗拉强度达650MPa以上；规定非比例延伸强度达360MPa以上；剥离强度达到200 MPa以上，断后伸长率保持在14%以上，复合板材质符合国家相关标准；

⑧表面处理：

用抛光机对大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品表面进行抛光处理，恢复不锈钢、铜合金板材原有的光度和亮度；

⑨分剪或切割、切边处理：

根据客户需求，采用大型电切割机对复合板材进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；

⑩验收与入库：

用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，以 GB/T228.1-2010 和 GB/T232-2010为标准，对符合要求的产品确认并入库。

所述的开环伺服低速输送系统3包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306、上下板输送辊307、上下牵引辊308、成品带板辊309；所述的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306依次成对设置在高频电流加热炉前端；所述的上下板输送辊307设置在高频电流加热炉4和上下轧辊5之间，上下牵引辊308、成品带板辊309依次设置在上下轧辊5的后端（参见图1）；所述的开环伺服动力传动系统由步进电机及其驱动线路等组成，其工作原理是每输入一个指令脉冲步进电机就旋转一定角度，电机转速与角度取决于指令脉冲的频率和脉冲数，易于控制，有利于保持复合板材连续平稳传送入加热炉和轧制辊；

所述的高频电流加热炉4的入口端设有两层板材入口通道401，高频电流加热炉4的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道（参见图2）。该高频电流加热炉的高频电流从两导电辊导入，在轧辊处不锈钢板、铜合金板通过轧制复合，在这样一个V型区域里根据高频电流邻近效应和集肤效应的原理，高频电流对从导电辊到轧辊处这一区域的板材加热。在加热过程中高频电流将集中于板材待复合表面很浅的深度内流动，并且在轧辊处温度达到最高，加热后的板材立即轧辊轧制。图5为本实施例二中不锈钢牌号为316的不锈钢板和青铜板结合界面金相照片。

本发明采用智能温度自动控制系统是常用的技术，它能对加热炉的升温速度、保温时间进行严格控制，一是能使炉内温度均匀，炉温误差不超过5℃；二是将炉中温度变化显示和数字控制合于一体，通过软件实现自动控温、调温的目的。

实施例三：

一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，该工艺包括以下步骤：

①选取复合板材：

分别按需要尺寸选取好组成复合板材的不锈钢板1和铜合金板2，其中：不锈钢板1为不锈钢牌号为203的不锈钢板，铜合金板2为黄铜板，板材的宽1200mm，厚度6mm，长度=7000mm；

②钢刷打磨：

分别用钢丝直径为0.4mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；

③加热处理：

采用开环伺服低速输送系统3将不锈钢板和铜合金板对齐，将端头铆合或焊合后连续平稳传送至高频电流加热炉4；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉4的升温速度、加热时间进行控制，使炉内温度保持在 800℃，加热时间为25min；同时高频电流加热炉通入氮气或氩气保护气体，以防止材料表面氧化而影响复合效果；

④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热：

对辊轧机的上下轧辊5进行全面加热，使轧辊的表面温度达到230℃；

⑤一道次轧制复合：

采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并采用带触摸功能的低速多轴控制方法，把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为18m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.4；轧制压力为1200N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的35％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；

⑥校平处理：

把热轧制后的轧制复合板送入开环伺服低速控制校平机6进行校平处理，得到大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品；

⑦退火处理：

把轧制完成的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品放入850 ℃的退火炉7中保温90min，完成退火处理，取出后自然冷却，即可得到力学性能优良的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品，其抗拉强度达650MPa以上；规定非比例延伸强度达360MPa以上；剥离强度达到200 MPa以上，断后伸长率保持在14%以上，复合板材质符合国家相关标准；

⑧表面处理：

用抛光机对大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品表面进行抛光处理，恢复不锈钢、铜合金板材原有的光度和亮度；

⑨分剪或切割、切边处理：

根据客户需求，采用大型电切割机对复合板材进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；

⑩验收与入库：

用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，以 GB/T228.1-2010 和 GB/T232-2010为标准，对符合要求的产品确认并入库。

所述的开环伺服低速输送系统3包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306、上下板输送辊307、上下牵引辊308、成品带板辊309；所述的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306依次成对设置在高频电流加热炉前端；所述的上下板输送辊307设置在高频电流加热炉4和上下轧辊5之间，上下牵引辊308、成品带板辊309依次设置在上下轧辊5的后端（参见图1）；所述的开环伺服动力传动系统由步进电机及其驱动线路等组成，其工作原理是每输入一个指令脉冲步进电机就旋转一定角度，电机转速与角度取决于指令脉冲的频率和脉冲数，易于控制，有利于保持复合板材连续平稳传送入加热炉和轧制辊；

所述的高频电流加热炉4的入口端设有两层板材入口通道401，高频电流加热炉4的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道（参见图2）。该高频电流加热炉的高频电流从两导电辊导入，在轧辊处不锈钢板、铜合金板通过轧制复合，在这样一个V型区域里根据高频电流邻近效应和集肤效应的原理，高频电流对从导电辊到轧辊处这一区域的板材加热。在加热过程中高频电流将集中于板材待复合表面很浅的深度内流动，并且在轧辊处温度达到最高，加热后的板材立即轧辊轧制。图6为本实施例三中的不锈钢牌号为203的不锈钢板和黄铜复合材料板结合界面SEM照片。

本发明采用智能温度自动控制系统是常用的技术，它能对加热炉的升温速度、保温时间进行严格控制，一是能使炉内温度均匀，炉温误差不超过5℃；二是将炉中温度变化显示和数字控制合于一体，通过软件实现自动控温、调温的目的。

实施例四：

一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，该工艺包括以下步骤：

①选取复合板材：

分别按需要尺寸选取好组成复合板材的不锈钢板1和铜合金板2，其中：不锈钢板1为不锈钢牌号为206的不锈钢板，铜合金板2为白铜板，板材的宽1500mm，厚度10mm，长度=7500mm；

②钢刷打磨：

分别用钢丝直径为0.5mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；

③加热处理：

采用开环伺服低速输送系统3将不锈钢板和铜合金板对齐，将端头铆合或焊合后连续平稳传送至高频电流加热炉4；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉4的升温速度、加热时间进行控制，使炉内温度保持在 950℃，加热时间为30min；同时高频电流加热炉通入氮气或氩气保护气体，以防止材料表面氧化而影响复合效果；

④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热：

对辊轧机的上下轧辊5进行全面加热，使轧辊的表面温度达到250℃；

⑤一道次轧制复合：

采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并采用带触摸功能的低速多轴控制方法，把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为20m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.5；轧制压力为1500N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的40％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；

⑥校平处理：

把热轧制后的轧制复合板送入开环伺服低速控制校平机6进行校平处理，得到大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品；

⑦退火处理：

把轧制完成的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品放入900 ℃的退火炉7中保温100min，完成退火处理，取出后自然冷却，即可得到力学性能优良的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品，其抗拉强度达650MPa以上；规定非比例延伸强度达360MPa以上；剥离强度达到200 MPa以上，断后伸长率保持在14%以上，复合板材质符合国家相关标准；

⑧表面处理：

用抛光机对大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品表面进行抛光处理，恢复不锈钢、铜合金板材原有的光度和亮度；

⑨分剪或切割、切边处理：

根据客户需求，采用大型电切割机对复合板材进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；

⑩验收与入库：

用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，以 GB/T228.1-2010 和 GB/T232-2010为标准，对符合要求的产品确认并入库。

所述的开环伺服低速输送系统3包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306、上下板输送辊307、上下牵引辊308、成品带板辊309；所述的上板带辊301、下板带辊302、上板平衡辊303、下板平衡辊304、上板输送辊305、下板输送辊306依次成对设置在高频电流加热炉前端；所述的上下板输送辊307设置在高频电流加热炉4和上下轧辊5之间，上下牵引辊308、成品带板辊309依次设置在上下轧辊5的后端（参见图1）；所述的开环伺服动力传动系统由步进电机及其驱动线路等组成，其工作原理是每输入一个指令脉冲步进电机就旋转一定角度，电机转速与角度取决于指令脉冲的频率和脉冲数，易于控制，有利于保持复合板材连续平稳传送入加热炉和轧制辊；

所述的高频电流加热炉4的入口端设有两层板材入口通道401，高频电流加热炉4的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道（参见图2）。该高频电流加热炉的高频电流从两导电辊导入，在轧辊处不锈钢板、铜合金板通过轧制复合，在这样一个V型区域里根据高频电流邻近效应和集肤效应的原理，高频电流对从导电辊到轧辊处这一区域的板材加热。在加热过程中高频电流将集中于板材待复合表面很浅的深度内流动，并且在轧辊处温度达到最高，加热后的板材立即轧辊轧制。图7为本实施例四中的不锈钢牌号为206的不锈钢板和白铜板结合界面SEM照片。

本发明采用智能温度自动控制系统是常用的技术，它能对加热炉的升温速度、保温时间进行严格控制，一是能使炉内温度均匀，炉温误差不超过5℃；二是将炉中温度变化显示和数字控制合于一体，通过软件实现自动控温、调温的目的。

作为实施例一至四的一种变换，所述不锈钢板和铜合金板，板材的宽300～1500mm，厚度0.3～10mm，长度≥5000mm；所述的铜合金板为黄铜、青铜、白铜中的任一种；所述的不锈钢板为不锈钢牌号为201、202、303、304、316L中的任一种不锈钢板。

作为实施例一至四的又一种变换，在步骤②钢刷打磨中，一般是用钢丝直径为0.1～0.5mm的钢丝辊刷分别对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷。

作为实施例一至四的又一种变换，所述的步骤③加热处理中，加热时间一般为10～30min，炉内温度保持在 500℃～950℃。

作为实施例一至四的又一种变换，在步骤④对辊轧机的轧辊进行全面加热中，对辊轧机的轧辊进行全面加热的温度一般为200℃～250℃。

作为实施例一至四的又一种变换，在步骤⑤一道次轧制复合中，轧制速度为10～20m/min；快慢轧辊的异步比为a=1.1~1.5；轧制压力为500～1500N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的20％～40％。

作为实施例一至四的又一种变换，在步骤⑦退火处理中，退火炉内的温度为700~900 ℃，保温时间为80~100min。

Claims (6)

1.一种大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：①选取复合板材：

分别按需要尺寸选取好组成复合板材的不锈钢板（1）和铜合金板（2），板材的宽300～1500mm，厚度0.3～10mm，长度≥5000mm；

②钢刷打磨：

分别用钢丝直径为0.1～0.5mm的钢丝辊刷对不锈钢板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；

③加热处理：

采用开环伺服低速输送系统（3）将不锈钢板和铜合金板对齐，将端头铆合或焊合后连续平稳传送至高频电流加热炉（4）；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉（4）的升温速度、加热时间进行控制，使炉内温度保持在 500℃～950℃，加热时间为 10～30min；同时高频电流加热炉通入氮气或氩气保护气体；

④对辊轧机的上下轧辊进行全面加热：

对辊轧机的上下轧辊（5）进行全面加热，使轧辊的表面温度达到200℃～250℃；

⑤一道次轧制复合：

采用以轧辊线速度不对称的异步热轧制技术，使不锈钢板与快速轧辊对应，使铜合金板与慢速轧辊对应，并把加热好的不锈钢板、铜合金板迅速进行热轧制，轧制速度为10～20m/min，快慢轧辊的异步比为a=1.1~1.5；轧制压力为500～1500N/mm²，轧制压下率为不锈钢板和铜合金板的原总厚度的20％～40％，经一道次得到完整的不锈钢-铜合金复合板；

⑥校平处理：

把热轧制后的轧制复合板送入开环伺服低速控制校平机（6）进行校平处理，得到大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品；

⑦退火处理：

把轧制完成的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材预成品放入700 ℃~900 ℃的退火炉（7）中保温80~100min，完成退火处理，取出后自然冷却，即可得到力学性能优良的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品；

⑧表面处理：

用抛光机对大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品表面进行抛光处理，恢复不锈钢、铜合金板材原有的光度和亮度；

⑨分剪或切割、切边处理：

根据客户需求，采用大型电切割机对复合板材进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；

⑩验收与入库：

用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，对符合要求的产品确认并入库。

2.根据权利要求1所述的大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，其特征在于：所述的大尺寸不锈钢-铜合金层状复合板材成品抗拉强度达650MPa以上；规定非比例延伸强度达360MPa以上；剥离强度达到200 MPa以上，断后伸长率保持在14%以上。

3.根据权利要求1所述的大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，其特征在于：所述的铜合金板为黄铜、青铜、白铜中的任一种。

4.根据权利要求1所述的大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，其特征在于：所述的不锈钢板为不锈钢牌号为201、202、303、304、316L中的任一种不锈钢板。

5.根据权利要求1所述的大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，其特征在于：所述的开环伺服低速输送系统（3）包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊（301）、下板带辊（302）、上板平衡辊（303）、下板平衡辊（304）、上板输送辊（305）、下板输送辊（306）、上下板输送辊（307）、上下牵引辊（308）、成品带板辊（309）；所述的上板带辊（301）、下板带辊（302）、上板平衡辊（303）、下板平衡辊（304）、上板输送辊（305）、下板输送辊（306）依次成对设置在高频电流加热炉前端；所述的上下板输送辊（307）设置在高频电流加热炉（4）和上下轧辊（5）之间，上下牵引辊（308）、成品带板辊（309）依次设置在上下轧辊（5）的后端。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大尺寸不锈钢-铜合金复合板材异步热轧工艺，其特征在于：所述的高频电流加热炉（4）的入口端设有两层板材入口通道（401），高频电流加热炉（4）的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道。