CN106269963B - 钛钢复合板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属复合卷酸洗退火技术领域，具体涉及一种钛钢复合板的生产方法。针对现有的连续退火酸洗生产工艺不能满足钛钢复合板的退火再结晶要求、无法生产质量好的钛钢复合板等问题，本发明提供一种钛钢复合板的生产方法，先将钛板、钢板按钢板‑钛板‑隔离剂‑钛板‑钢板的形式进行组坯，再生产成复合卷，采用连续退火酸洗线退火酸洗后延中间的隔离剂撕开，则得到两个钛钢复合板。本发明解决了钛钢复合卷因两种材料退火过程中所需要的再结晶温度差异较大，不能通过罩式炉进行退火再结晶处理的难题，提供了一种采用连续退火酸洗生产线生产钛钢复合板的方法。

Description

钛钢复合板的生产方法
技术领域
本发明属于金属复合卷酸洗退火技术领域，具体涉及一种钛钢复合板的生产方法。
背景技术
金属钛具有强的耐蚀性，在氧化性酸中具有非常优异的抗腐蚀性能，常用于对耐蚀性要求很高的稀酸环境中，因此被大量用于各种化学反应容器、热交换器等防腐蚀产品领域中。但因钛的制备工艺复杂、资源储备量有限，纯钛价格很高，因此近年来钛复合板越来越广泛应用。目前钛复合板的生产方式主要有爆炸复合法、爆炸复合+轧制法、热轧复合板等方式。不管采用哪种方式生产，正常钛/钢复合板都需将材料以轧制的方式减薄，经过轧制后，钛及钢都在较大的压力变形，材料晶粒都在轧制力变形下拉长成纤维状组织，材料内部存在较大的晶格畸变，需通过加热的方式对材料进行回复再结晶处理，让复合材料的复层金属和基层金属进行回复再结晶。
目前板带材轧后的再结晶处理方式主要有连续退火酸洗生产(HAPL)、光亮连续退火、罩式炉退火等方式，例如：304、304L、316L等奥氏体不锈钢材料常采用HAPL生产线进行再结晶退火，其退火温度在1050～1080℃；430、444、443等铁素体不锈钢以及TA1/TA2以及其它钛合金材料采用罩式退火炉进行退火再结晶处理；不锈钢/碳钢复合板采用HAPL线进行退火处理；铝(以及其它低熔点金属)/钢复合板采用罩式退火炉低温加热方式进行去应力退火等。
钛(包括钛合金)作为一种再结晶温度较低的金属(如TA1、TA2的再结晶温度一般为500～750℃)与钢的再结晶温度有很大的差异(如SUS304不锈钢的再结晶温度一般为950～1050℃)，复层材料(工业纯钛)和基层材料(碳钢或不锈钢)再结晶温度范围完全未重叠，因此采用现有工艺制度难以保证实现材料在同种温度下实现两种材料均充分再结晶。例如TA2/304L复合板采用罩式退火炉在750℃下退火处理，由于加热温度较低，TA2能完成充分再结晶，但高熔点的304L不锈钢因加热温度过低，不能充分回复和再结晶影响了最终产品的冷加工性能，限制了材料的应用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有的连续退火酸洗生产工艺不能满足钛钢复合板的退火再结晶要求，无法生产质量好的钛钢复合板等问题。
本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种钛钢复合板的生产方法，该方法包括以下步骤：
a、将钛板及钢板进行组坯，形成钢板-钛板-隔离剂-钛板-钢板对称式多层组合坯料；
b、将步骤a中组合坯料以轧制复合或爆炸复合的方式进行复合；
c、对步骤b中复合后的坯料采用连续退火酸洗线进行退火酸洗，先加热至500～750℃,使得心部钛板再结晶，再加热至950～1050℃，使得基部钢板再结晶；
d、将步骤c中得到的钛钢复合板沿中间隔离层撕开，得到两块钛钢复合板。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述的钢板为不锈钢或碳钢。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述的钛板为TA系列、TB系或TC系列。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述钢板厚度为≤12mm。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述的隔离剂为Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Fe2O3或水玻璃中的一种。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤c中所述的心部钛板是指靠近隔离剂的两层钛板，所述的基部钢板是指覆盖在钛板外的两层钢板。
本发明的有益效果为：
(1)通过连续退火酸洗生产对钛钢复合板进行退火再结晶，解决了钛钢复合板因两种材料退火过程中所需要的再结晶温度差异较大，不能通过罩式炉进行退火再结晶处理的难题；
(2)采用HAPL生产线对钛钢复合卷进行退火处理解决了现有生产工艺中钛钢复合卷不能通过连续退火方式进行的技术难题，使产品生产效率和成材率均提高。
(3)拓展了现有HAPL生产线产品种类，使得HAPL生产线产品附加值增加。
具体实施方式
本发明提供了一种钛钢复合板的生产方法，该方法包括以下步骤：
a、将钛板及钢板进行组坯，形成钢板-钛板-隔离剂-钛板-钢板对称式多层组合坯料；
b、将步骤a中组合坯料以轧制复合或爆炸复合的方式进行复合；
c、对步骤b中复合后的坯料采用连续退火酸洗线进行退火酸洗，先加热至500～750℃,使得心部钛板再结晶，再加热至950～1050℃，使得基部钢板再结晶；
d、将步骤c中得到的钛钢复合板沿中间隔离层撕开，得到两块钛钢复合板。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述的钢板为不锈钢或碳钢。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述的钛板为TA系列、TB系或TC系列。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述钢板厚度为≤12mm。
其中，上述钛钢复合卷的退火再结晶方法中，步骤a中所述的隔离剂为Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Fe2O3或水玻璃中的一种。
本发明通过对钛钢复合板进行组坯，形成钢板-钛板-隔离剂-钛板-钢板对称式多层组合坯料，有效的解决了钛钢复合板退火酸洗时对退火温度要求不一致的技术难题。组坯后外层为钢板，内部为钛板，在退火再结晶时，先加热到钛板的退火温度，根据钛板厚度计算钛板的保温时间，待钛板完全退火结晶后，迅速加热到钢板的退火再结晶温度，由于在退火时加热温度都是由外层钢板传至内层钛板，根据钢板的厚度，严格调控钢板再结晶所需要的保温时间，使得外层钢板在退火再结晶时，不影响内层钛板的性能，从而使钛钢复合板可以在不同温度下分别进行退火再结晶，提高了钛钢复合板质量。
本发明的生产操作重点为需先将整个复合材整体加热到基层材料工业纯钛的退火再结晶温度，工业纯钛的最佳退火再结晶温度为500～750℃之间，温度约接近750℃再结晶越快，待工业纯钛完全在再结晶温度后，进入高温段，快速对表面的基层材料不锈钢/碳钢进行快速加热，由于加热是从外向里进行的，在实际操作中，应根据基层材料不锈钢或碳钢的厚度和该种材料的导热率进行计算(例如：TA1的导热率λTA1＝16.7W/(m*K)，304不锈钢导热系数λ304＝16.3W/(m*K)，实际退火过程中加热速率aTA1＝0.8mm/min,a304＝1.0mm/min，a复合板＝0.9mm/min控制，若复合卷的厚度规格为6.0mm，其中复层与基层的组成为304(2.4mm)+TA1(0.6mm)+TA1(0.6mm)+304(2.4mm)，则第一阶段整体加热至TA1的加热时间计算为6.0mm÷0.9mm/min＝6.6min，也就是说要保证TA1完全再结晶必须保证该材料在500以上保温6.6min，温度越高保温时间越低，该温度为最低再结晶保温时间；第二阶段重点在快速加热表面的不锈钢基层材料，尽量使得不锈钢温度升高而不加热心部的钛，基层材料304不锈钢为2.4mm，若要使得其充分再结晶，在950℃的最低保温时间为2.4mm÷1.0mm/min＝2.4min,然后根据炉区总长度和两个最低保温时间计算中的退火工艺速度。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不将保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例 用本发明生产方法生产钛钢复合板
组坯形式生产厚度为6.0mm的TA2/304L复合板，组坯方式为304L-TA2-隔离剂-TA2-304L，其中TA2厚度0.6mm，304L厚度2.4mm。
具体操作步骤如下：
a、将TA2、304L进行组坯，形成304L-TA2-隔离剂-TA2-304L对称式多层组合坯料；
b、将步骤a中组合坯料进行热轧复合；
c、对步骤b中复合后坯料进行退火酸洗，采用的退火酸洗生产线炉区分布及各加热区的温度要求按表1所示，根据该要求和产品厚度规格计算退火酸洗工艺速度，第一阶段的最大工艺速度为(23.4m+70.4m)÷6min＝15.63m/min，第二阶段的最大工艺速度为70.4m÷2min＝35.2m/min，因此该规格的钛钢复合板选择的退火酸洗工艺速度应小于15.63m/min，实际选择15m/min进行生产，酸洗生产的酸温、酸浓度按304L酸洗生产时的参数进行设置；
d、通过重卷撕分生产线从中间隔离剂层撕开，得到两块钛钢复合板产品。
表1 6.0mm×1240mm×C规格的TA2/304L复合板连续退火加热制度

Claims (9)

1.钛钢复合板的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将钛板及钢板进行组坯，形成钢板-钛板-隔离剂-钛板-钢板对称式多层组合坯料；
b、将步骤a中组合坯料以轧制复合或爆炸复合的方式进行复合；
c、对步骤b中复合后的坯料采用连续退火酸洗线进行退火酸洗，先加热至500～750℃,使得心部钛板再结晶，再加热至950～1050℃，使得基部钢板再结晶；在退火再结晶时，先加热到钛板的退火温度，根据钛板厚度计算钛板的保温时间，待钛板完全退火结晶后，迅速加热到钢板的退火再结晶温度；
d、将步骤c中得到的钛钢复合板沿中间隔离层撕开，得到两块钛钢复合板。
2.根据权利要求1所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述的钢板为不锈钢或碳钢。
3.根据权利要求1或2所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述的钛板为TA系列、TB系或TC系列。
4.根据权利要求1或2所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述钢板厚度为≤12mm。
5.根据权利要求3所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述钢板厚度为≤12mm。
6.根据权利要求1或2所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述的隔离剂为Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Fe2O3或水玻璃中的一种。
7.根据权利要求3所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述的隔离剂为Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Fe2O3或水玻璃中的一种。
8.根据权利要求4所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述的隔离剂为Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Fe2O3或水玻璃中的一种。
9.根据权利要求5所述的钛钢复合板的生产方法，其特征在于：步骤a中所述的隔离剂为Al2O3、SiO2、TiO2、Cr2O3、Fe2O3或水玻璃中的一种。
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