CN106269961A - 一种集装箱用不锈钢双面复合板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱用不锈钢双面复合板及其制造方法，先将基材及敷材表面进行清理，对应组坯后，采用真空电子束焊接技术对碳钢基材及不锈钢敷材进行焊接，然后经宽厚板轧制成粗轧复合坯料，再轧制成所需规格尺寸的成品复合板材，替代不锈钢材料，用于集装箱的制造，在保证各项性能指标的同时大幅度降低集装箱材料和生产成本，可全面替代保温和冷藏等特种集装箱用不锈钢板。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，特别是涉及一种集装箱用不锈钢双面复合板及其制造方法。
背景技术
集装箱作为一种具有一定强度、刚度和规格专供周转使用的大型装货容器，在物流运输中具有不可替代的作用，因此集装箱制造行业在国民经济中占有重要的地位。近年来，随着世界经济的复苏，特别国际航运业的高速发展，作为为众多行业提供包装的配套产业，集装箱市场需求越来越大。同时，也吸引更多的企业投入集装箱制造行业，竞争愈加激烈。
在集装箱制造中，钢质集装箱占绝大多数，钢材成本占集装箱成本的60%。由于集装箱特殊的用途，对钢材的材质要求较高。首先，必须耐大气及海水腐蚀；其次要有很高的强度，同时还要有较好的韧性；再次，还要求具有良好的焊接性；同时钢板板型要平整，同板差及表面质量要求也较高。从钢种看，集装箱板的主要钢种为SPA-H（CONTEN A），SM490A，SS400，SUS304，SUS410L卷钢（钢板）。其中，国际标准干货集装箱钢材95%以上为SPA-H（CONTEN A），而保温、冷藏集装箱用钢主要为冷轧板、不锈钢板。
随着集装箱制造业竞争的加剧，降低成本已成为制造商关注的热点。因此纷纷提出了改善材料耐蚀性、提高强度，减少用钢量的要求。
发明内容
本发明根据集装箱制造行业降低成本的要求，突破现有单一材料的限制，提供了一种集装箱用不锈钢双面复合板及其制造方法，可全面替代保温和冷藏等特种集装箱用不锈钢板。本发明以不锈钢为覆材，以低碳高强度结构钢为基材，采用真空电子束焊焊接工艺，焊成双面不锈钢复合坯料，再轧制法轧制成用户需要的产品。本发明生产的集装箱用双面不锈钢复合板带（卷）可以热轧、酸洗、冷轧抛光等各种状态交货，产品既保证了保温、冷藏等特种集装箱用材料要求的耐腐蚀性、表面光滑性，保证了高强度和良好的加工性能，可以完全取代现用的不锈钢板带（卷），同时大幅度降低了集装箱的生产成本。产品的交货尺寸厚度规格为1-6mm，产品的抗拉强度400-700MPa，复合面剪切强度260-600MPa。
本发明的一种集装箱用不锈钢双面复合板及其制造方法技术方案为，一种集装箱用不锈钢双面复合板，以不锈钢中厚板为覆材，以低碳高强度连铸板坯或厚钢板为基材，采用真空电子束焊焊接工艺，焊成双面不锈钢复合坯料，再轧制成集装箱用不锈钢双面复合板。
所述的不锈钢中厚板材质为SUS304，SUS316，SUS410L中的任一一种。
所述的低碳高强度连铸板坯或厚钢板主要成分含量：C 0.051-0.143％，Si 0.23-0.38％，Mn 0.90-1.38％，P ≤0.017％，S ≤0.0053％，Nb 0.014-0.031％，Ti 0.013-0.020％，Als 0.17-0.24％。
所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板的制造方法，包括以下步骤：
（1）以宽度和长度相同的两块不锈钢中厚板和一块低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板为原料，分别对不锈钢板和低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板进行表面清理，其中不锈钢进行单面铣削，低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板进行双面铣削，并清理干净，表面不得有油污、铁屑等；
（2）将其中一块不锈钢中厚板清理面向上平置，然后将低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板叠放在上面，再将另一块不锈钢中厚板清理面向下叠放在低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板上面，并组齐对正,然后采用真空电子束焊接的方式将4个面8条缝隙焊合，组成双面不锈钢复合坯料；
（3）对焊接好的双面不锈钢复合坯料送入加热炉进行加热，出炉温度控制在1160～1280℃；复合坯料加热时要充分考虑不锈钢与中低碳钢的特性，兼顾两者加热要求；
（4）出炉后采用中厚板轧机进行初轧并切割，初轧坯尺寸要满足热连轧加热及轧制要求；
（5）将初轧坯送入加热炉加热，出炉温度控制在1230±10℃；初轧坯送加热炉前，要经过探伤检查，确保初轧工序研究复合良好；
（6）将初轧坯经薄板轧机轧制成所需尺寸的双面不锈钢复合板带（卷）；
（7）根据需要对热轧双面不锈钢复合板带（卷）进行酸洗、冷轧、表面抛光等工序加工制造为成品钢材供集装箱用户使用。
所述步骤（2）中真空电子束焊接，其焊接电压30-150KV，真空度高于1×10-1Pa，焊接电流100-500mA，焊接速度40-700mm/min，熔深10-60mm。
所述步骤（4）中，采用中厚板轧机进行初轧的总压缩比要求≥3。
所述步骤（6）中，薄板轧机可以是单机架/双机架可逆式轧机，也可以是热连轧轧机；开轧温度：1140±20℃，终轧温度856-892℃。
所述的集装箱用不锈钢双面复合板厚度为1-6mm。
本发明的有益效果为：
1、根据用户需要，本发明生产的双面不锈钢复合板带（卷）可以热轧、酸洗、冷轧抛光等各种状态交货，产品的交货尺寸厚度规格为1-6mm，产品的抗拉强度400-700MPa，复合面剪切强度200-600MPa。
2、本发明敷材采用不锈钢，保证了保温、冷藏等特种集装箱用材料要求的耐腐蚀性、表面光滑性，基材采用低碳高强度钢，保证了高强度和良好的加工性能，可以完全取代现用的不锈钢板带（卷），同时大幅度降低了集装箱的生产成本。
3、本发明生产工艺可操作性强，成本低，生产效率高，具有以下优势：
（1）本发明采用真空电子束焊焊接工艺，将碳钢基材和不锈钢敷材组焊成双面不锈钢复合坯料，焊接后坯料为高真空状态，在后续热加工变形过程中，极易焊合在一起，形成一个整体，与基体保持一致。
（2）本发明采用了中厚板初轧+热轧+冷轧的三步轧制法，在中厚板轧机初轧阶段进行低速大压下轧制，使敷材与基材实现了初步的结合，为下一步薄板（卷）轧制提供了合格坯料，同时保证了轧制安全（不会发生开裂等轧制事故）；后续薄板热轧、冷轧步骤根据产品的最终交货状态灵活选择工艺，进一步的变形保证了敷材与基材的结合强度，大幅提高了剪切强度指标，确保为用户提供合格的高质量的最终产品。
（3）本发明相比爆炸法生产复合板工艺，能够生产爆炸法无法生产的薄规格产品（6mm以下）；相比爆炸+轧制法，本工艺更加简单可靠、生产效率高、成材率高，同时能够消除爆炸法在结合面处对焊接等加工性能造成的不利影响。
附图说明
图1为实施例1生产的4.8mm集装箱用不锈钢实物图；
图2为热轧4.8mm集装箱用不锈钢双面复合板金相组织图。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例１
4.8mm（0.4+4.0+0.4）集装箱用不锈钢双面复合板的生产
（1）以厚度20mm长宽相同的两块SUS304不锈钢中厚板和一块厚度200mm的Q345B连铸板坯为原料，分别对不锈钢板和连铸板坯进行表面清理，其中不锈钢进行单面铣削，连铸板坯（或厚钢板）进行双面铣削，并清理干净表面油污、铁屑等；
（2）将其中一块不锈钢中厚板清理面向上平置，然后将连铸板坯叠放在上面，再将另一块不锈钢中厚板清理面向下叠放在连铸板坯上面，并组齐对正；
（3）采用真空电子束焊接的方式将4个面8条缝隙焊合，组成双面不锈钢复合坯料，其中焊接电压30-150KV，真空度高于1×10-2Pa，焊接电流100-500mA，焊接速度40-700mm/min，熔深10-60mm；
（4）对焊接好的双面不锈钢复合坯料送入加热炉进行加热，加热时间10.5h，出炉温度1220℃；
（4）出炉后进入中厚板轧机进行初轧，开轧温度1030-1080℃，终轧温度840～880℃，初轧坯厚度尺寸80mm；
（5）将初轧坯送入热连轧加热炉加热，出炉温度控制在1220℃；
（6）热连轧轧制开轧温度1156℃，终轧温度872℃，成品为热轧双面不锈钢复合板带（卷），尺寸4.8mm（0.4+4.0+0.4）。
利用该工艺生产的热轧双面不锈钢复合板带不锈钢与基材结合紧密，原始结合面已完全融合，过渡层明显，如说明书附图图1、图2所示。
利用该工艺生产的热轧双面不锈钢复合板带各项性能指标如表1所示完全满足使用要求。
表1 实施例1制备的双面不锈钢复合钢板主要性能指标
。
Claims (8)
1.一种集装箱用不锈钢双面复合板，其特征在于，以不锈钢中厚板为覆材，以低碳高强度连铸板坯或厚钢板为基材，采用真空电子束焊焊接工艺，焊成双面不锈钢复合坯料，再轧制成集装箱用不锈钢双面复合板。
2.根据权利要求1所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板，其特征在于，所述的不锈钢中厚板材质为SUS304，SUS316，SUS410L中的任一一种。
3. 根据权利要求1所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板，其特征在于，所述的低碳高强度连铸板坯或厚钢板主要成分含量：C 0.051-0.143％，Si 0.23-0.38％，Mn 0.90-1.38％，P ≤0.017％，S ≤0.0053％，Nb 0.014-0.031％，Ti 0.013-0.020％，Als 0.17-0.24％。
4.如权利要求1所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）以宽度和长度相同的两块不锈钢中厚板和一块低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板为原料，分别对不锈钢板和低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板进行表面清理，其中不锈钢进行单面铣削，低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板进行双面铣削，并清理干净，表面不得有油污、铁屑等；
（2）将其中一块不锈钢中厚板清理面向上平置，然后将低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板叠放在上面，再将另一块不锈钢中厚板清理面向下叠放在低碳高强度结构钢连铸板坯或厚钢板上面，并组齐对正,然后采用真空电子束焊接的方式将4个面8条缝隙焊合，组成双面不锈钢复合坯料；
（3）对焊接好的双面不锈钢复合坯料送入加热炉进行加热，出炉温度控制在1160～1280℃；
（4）出炉后采用中厚板轧机进行初轧并切割，初轧坯尺寸要满足热连轧加热及轧制要求；
（5）将初轧坯送入加热炉加热，出炉温度控制在1230±10℃；
（6）将初轧坯经薄板轧机轧制成所需尺寸的双面不锈钢复合板带或卷。
5.根据权利要求4所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤（2）中真空电子束焊接，其焊接电压30-150KV，真空度高于1×10-1Pa，焊接电流100-500mA，焊接速度40-700mm/min，熔深10-60mm。
6.根据权利要求4所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤（4）中，采用中厚板轧机进行初轧的总压缩比要求≥3。
7.根据权利要求4所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板的制造方法，其特征在于，所述步骤（6）中，开轧温度：1140±20℃，终轧温度856-892℃。
8.根据权利要求4所述的一种集装箱用不锈钢双面复合板的制造方法，其特征在于，所述的集装箱用不锈钢双面复合板厚度为1-6mm。
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