CN107009090B - 一种不锈钢复合板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不锈钢复合板的生产方法，按不锈钢板尺寸在两块碳钢基坯中间挖嵌槽，嵌槽的两端分别加工出一道狭缝及与其通连的排气室；将两块不锈钢板撒布隔离剂的一面朝上分别嵌入两块基坯的嵌槽内，再将两块基坯扣合在一起，形成复合坯；然后将组坯入真空室抽真空，先点焊再连续焊接后，破空、冷却，并在表面喷涂防氧化涂料；冷却后的焊合坯在加热炉加热、保温，开轧温度为1000～1150℃，前三道次累积压下率≥35％，终轧温度930～1050℃；轧后切除边部，即形成两块不锈钢复合板。本发明可避免不锈钢与碳钢之间因磁力影响而出现磁偏吹现象，实现不锈钢与碳钢之间的有效复合，减少表面清理和修磨量，提高复合板的收得率。
Description
技术领域
本发明属于金属压力加工领域，具体涉及一种不锈钢复合板的生产方法。
背景技术
不锈钢复合板作为一种新型材料，不仅具有不锈钢的耐腐蚀性强、耐磨性好、美观耐用、易于成形等优点，且具有碳钢良好的可焊性、成型性、拉延性和导热性，同时成本低、适应性强、应用范围广。不锈钢复合板通常是以不锈钢作为复层，以碳素钢或合金钢作为基层。不锈钢复层能保证产品的耐腐蚀性能，而基层则能够保证产品的强度。采用不锈钢复合板能够有效降低成本，节约镍铬等贵金属，符合国家的节能减排政策，且利于资源的可持续发展。
目前，不锈钢复合板常用的几种生产方法有：钎焊复合法、爆炸复合法、爆炸焊接轧制法和直接轧制法。钎焊复合法是将钎料置于复层金属与基层金属之间，通过加热后施加压力，使复层与基层金属结合起来的方法，该方法操作简单，但制备的复合板结合强度不高，适用于复合强度要求不高的金属复合板。爆炸复合法可以使两种熔点差别很大的金属瞬间完成复合，避免了界面生成金属间化合物，但是该方法生产的复合板尺寸较小且板形较差，产品质量不稳定，能量消耗大，污染环境，成材率低。爆炸焊接轧制法是采用爆炸制坯，再利用热轧机组轧制成型的方法，由于受爆轧复合坯料规格的限制，其产品规格也有限，另外也带来了爆炸工艺能量消耗大，生产效率低、污染环境等缺点。
近年来，不锈钢复合板的直接轧制法成为研究的热点，轧制复合法分为冷轧复合法和热轧复合法。由于热轧复合法的界面结合强度较高，因此轧制复合法的应用中主要以热轧复合法为主，即将待复合的不锈钢板和碳钢板在加热到再结晶温度以上后对复合板进行轧制。然而热轧复合法由于是在高温下进行轧制，复合界面很容易氧化，而氧化的界面极大地降低了界面结合强度。因此，在热轧复合法生产不锈钢－碳钢复合板的基础上，人们通过降低热轧不锈钢－碳钢复合界面氧化的方法来提高复合界面的结合强度。目前主要有两种方法，一种是在对不锈钢－碳钢复合板加热过程和轧制过程安装保护气体的喷嘴，来吹喷氩气，以减缓界面的氧化，但是该方法只对薄带有一定的效果，而对于厚板则无能为力。另一种方法是在复合之前，用电弧焊的方法将不锈钢和碳钢待复合板面的四周封严，然后进行加热轧制，结果发现复合界面仍然存在一定程度的氧化，界面剪切强度未超过300MPa。
发明内容
本发明提供一种不锈钢复合板的生产方法，其目的旨在避免不锈钢与碳钢之间因磁力影响而出现磁偏吹现象，实现不锈钢与碳钢之间的有效复合，减少表面清理和修磨量，提高复合板的收得率。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种不锈钢复合板的生产方法，其具体方法为：
(1)将两块碳钢基坯的一面作为复合面，对复合面进行表面抛光处理；
(2)按照不锈钢板尺寸在基坯中间挖出嵌槽，嵌槽槽深为不锈钢板厚度，长宽比不锈钢板的长宽尺寸大1～3mm，保证基坯复合面的每1000mm不平度不大于5mm；在嵌槽的两端分别加工出一道狭缝及与其通连的排气室，排气室通过狭缝连接不锈钢板间的结合层；
(3)将不锈钢板外表面上的锈层和氧化层打磨除净，然后清洗并吹干；
(4)在两块不锈钢板复合面上均匀撒布隔离剂；在组坯前，采用乙炔火焰枪来回吹扫的方法烘烤隔离剂，确保隔离剂的结晶水充分挥发；
(5)将烘烤后的两块不锈钢板撒布隔离剂的一面朝上分别嵌入两块基坯的嵌槽内，再将两块基坯扣合在一起，形成复合坯，组坯后构成复合坯—隔离剂—复合坯的组合结构；然后将上基坯内的不锈钢板与上基坯进行点焊，点焊后的复合面每1000mm不平度应不大于5mm；
(6)若组坯后需要焊接的不锈钢板缝隙大于1.5mm，则在组合坯上部放置两块20～22吨的板坯，校正平整两个小时；
(7)将组坯后的板坯入真空室进行抽真空，抽真空至气压≤3×10-4torr；抽真空后，先点焊再连续焊接，连续焊的熔深不小于50mm，使复合界面密封；
(8)焊接结束后，破空，将焊合坯吊运至坯料座上，冷却后，采用料浆喷涂法在焊合坯除下部外的其它表面喷涂一层防氧化涂料，并室温冷却4h以上；
(9)将冷却后的焊合坯吊运至加热炉进行加热，加热温度1100～1250℃，炉内保温1.8～2.2小时，开轧温度为1000～1150℃，首道次压下率≥15％，前三道次累积压下率≥35％，终轧温度930～1050℃；
(10)轧制后，切除边部料，两块不锈钢板从撒有隔离剂的结合面分开，形成两块不锈钢复合板。
所述两个排气室容积大于隔离剂挥发产生的气体体积。
所述隔离剂为氧化锆粉、氧化铬粉或水玻璃。
本发明的有益效果为：
本发明首先避免了不锈钢与碳钢之间焊接时的磁偏吹现象，焊缝熔深得以保证，不锈钢与碳钢之间能够完全有效复合；其次是采用防氧化涂料进行复合板坯表面喷涂，防止了复合板坯的表面氧化，不仅提高了复合板的收得率也显著降低了复合板铸坯的清理量，避免了轧制后钢板的缺陷产生和后期修磨费用。再次是设立排气室，可确保加热后隔离剂挥发出的气体能够有效排出，使不锈钢与碳钢能够有效复合。
附图说明
图1是不锈钢复合板组坯结构示意图。
图中：下碳钢基坯1、上碳钢基坯2、狭缝3、不锈钢板4、排气室5。
具体实施方式
316L不锈钢板4的尺寸为2000×1400×13mm，Q370qE下碳钢基坯1与上碳钢基坯2的尺寸均为3756×1622×250mm。
1、将下碳钢基坯1和上碳钢基坯2的一面作为复合面，对复合面进行表面抛光处理。
2、按照不锈钢板4的尺寸在基坯中间挖出嵌槽，嵌槽槽深为13mm，长宽为2002×1402mm，保证钢坯复合面的每1000mm不平度应不大于5mm。然后在嵌槽的两端分别加工出一道狭缝3及与其通连的排气室5，两个排气室5容积为800×100×40mm，排气室5通过狭缝3连接不锈钢板4间的结合层。
3、将不锈钢板4外表面上的锈层和氧化层打磨除净，然后清洗并吹干。
4、在两块不锈钢板4的复合面上均匀撒布隔离剂氧化锆粉(也可为氧化铬粉或水玻璃)。在组坯前，采用乙炔火焰枪来回吹扫的方法烘烤隔离剂，确保隔离剂的结晶水充分挥发。
5、将烘烤后的两块不锈钢板4撒布隔离剂的一面朝上分别嵌入下碳钢基坯1与上碳钢基坯2的嵌槽内，再将下碳钢基坯1与上碳钢基坯2扣合在一起，形成复合坯，组坯后构成复合坯—隔离剂—复合坯的组合结构。然后将上碳钢基坯2内的不锈钢板4与上碳钢基坯2进行点焊，点焊后的复合面每1000mm不平度应不大于5mm。
6、若组坯后需要焊接的不锈钢板4的缝隙大于1.5mm，则在组合坯上部放置两块20吨的板坯，校正平整两个小时。
7、将组坯后的板坯入真空室进行抽真空，抽真空至气压1.5×10-4torr；抽真空后，先点焊再连续焊接，连续焊熔深55mm，使复合界面密封。
8、焊接结束后，破空，将焊合坯吊运至坯料座上，冷却后，采用料浆喷涂法在焊合坯除下部外的其它表面喷涂一层防氧化涂料，并室温冷却4h。
9、将冷却后的焊合坯吊运至加热炉进行加热，加热温度1125℃，炉内保温2小时，开轧温度为1080℃，首道次压下率18％，前三道次累积压下率42％，终轧温度1000℃。
10、轧制后，切除边部料，两块不锈钢板从撒有隔离剂的结合面分开，即可形成两块不锈钢复合板。
Claims (3)
1.一种不锈钢复合板的生产方法，其特征在于：
(1)将两块碳钢基坯的一面作为复合面，对复合面进行表面抛光处理；
(2)按照不锈钢板尺寸在基坯中间挖出嵌槽，嵌槽槽深为不锈钢板厚度，长宽比不锈钢板的长宽尺寸大1～3mm，保证基坯复合面的每1000mm不平度不大于5mm；在嵌槽的两端分别加工出一道狭缝及与其通连的排气室，排气室通过狭缝连接不锈钢板间的结合层；
(3)将不锈钢板外表面上的锈层和氧化层打磨除净，然后清洗并吹干；
(4)在两块不锈钢板复合面上均匀撒布隔离剂；在组坯前，采用乙炔火焰枪来回吹扫的方法烘烤隔离剂，确保隔离剂的结晶水充分挥发；
(5)将烘烤后的两块不锈钢板撒布隔离剂的一面朝上分别嵌入两块基坯的嵌槽内，再将两块基坯扣合在一起，组坯后构成基坯—不锈钢—隔离剂—不锈钢—基坯的组合结构；然后将上基坯内的不锈钢板与上基坯进行点焊，点焊后的复合面每1000mm不平度应不大于5mm；
(6)若组坯后需要焊接的不锈钢板缝隙大于1.5mm，则在组合坯上部放置两块20～22吨的板坯，校正平整两个小时；
(7)将组坯后的板坯入真空室进行抽真空，抽真空至气压≤3×10-4torr；抽真空后，先点焊再连续焊接，连续焊的熔深不小于50mm，使复合界面密封；
(8)焊接结束后，破空，将焊合坯吊运至坯料座上，冷却后，采用料浆喷涂法在焊合坯除下部外的其它表面喷涂一层防氧化涂料，并室温冷却4h以上；
(9)将冷却后的焊合坯吊运至加热炉进行加热，加热温度1100～1250℃，炉内保温1.8～2.2小时，开轧温度为1000～1150℃，首道次压下率≥15％，前三道次累积压下率≥35％，终轧温度930～1050℃；
(10)轧制后，切除边部料，两块不锈钢板从撒有隔离剂的结合面分开，形成两块不锈钢复合板。
2.根据权利要求1所述的不锈钢复合板的生产方法，其特征在于，所述两个排气室容积大于隔离剂挥发产生的气体体积。
3.根据权利要求1所述的不锈钢复合板的生产方法，其特征在于，所述隔离剂为氧化锆粉、氧化铬粉或水玻璃。
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