CN107838194A - 一种非平直界面钛钢复合板的制造方法 - Google Patents

一种非平直界面钛钢复合板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钛钢复合板制备加工领域，涉及一种非平直界面钛钢复合板的制造方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种非平直界面钛钢复合板的制造方法，该方法在于在常规制造工艺的情况下，以钛板和钢板为原料，钛板或钢板其中一面具有突起。该制造方法得到的钛钢复合板界面结合强度稳定，抗剪切强度高达200MPa。

Description

一种非平直界面钛钢复合板的制造方法
技术领域
本发明属于钛钢复合板制备加工领域，涉及一种非平直界面钛钢复合板的制造方法。
背景技术
钛具有良好的物理、化学性能与机械性能，但其冶炼技术复杂，生产成本高，因此钛的价格很贵，很大程度限制了钛的推广及应用。将钛与其它金属(如钢、铜、铝等)复合在一起，制成金属复合材料，既可以发挥钛的优异性能，又可大大降低成本，因而近年来对类似材料的研究很多，其中钛-钢复合材料以其高强度、优异的耐蚀性能和显著的经济效益而被广泛的应用与化工、石油等工业部门。
由于钛的金属性活泼，与多数金属连接时将在界面上形成脆性相。由钛-铁二元相图可知，铁与钛极易生成金属间化合物，如TiFe、TiFe2等，由于金属间化合物具有较大的脆性使结合界面脆化，在应力的作用下容易导致开裂，使结合强度下降。现有方法制备的复合板界面强度低，约150MPa。
发明内容
针对现有方法制备得到的钛钢复合板制备过程中界面上钛/铁化合物的生成导致平直界面容易剥离的缺点，本发明提供了一种新的非平直界面钛钢复合板的制造方法。本发明方法具有改善界面结合效果、提高产品质量的优点。
本发明所要解决的技术问题是提供一种非平直界面钛钢复合板的制造方法。该制造方法包括以下步骤：将钢板、钛板按常规工艺制备钛钢复合板，其中，所述钢板或钛板有一面是不规则或规则的突起。
优选的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述钢板有一面是不规则或规则的突起。
具体的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法，包括以下步骤：将钢板/钛板/防粘涂层/钛板/钢板进行组坯，四周空余部分进行侧边框填充，再对四周缝隙进行焊合，得组合坯料；对组合坯料抽真空；然后将组合坯料在900±10℃下加热后进行轧制，控制轧制总变形量＞70％，终轧温度为600～1000℃。
优选的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述首道次变形量为10～20％。
优选的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述轧制时控制单道次变形量为10～20％，轧制速度为0.1～2m/s。
具体的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述加热时间为1～6h。
优选的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述钢板或钛板表面进行酸洗处理。
优选的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述防粘涂层为氧化硅涂层。
具体的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述抽真空由侧边框上预留的导管实现。
具体的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述焊合采用氩弧焊实现。
具体的，上述非平直界面钛钢复合板的制造方法中，所述抽真空至1Pa以下。
本发明方法采用一面具有突起的钢板或钛板为原料，再配合合适的加热温度以及制备工艺，得到了界面机械咬合更强的钛钢复合板，界面结合强度稳定，抗剪切强度高达200MPa。
附图说明
图1表面为条状的钢板示意图
图2表面为圆状的钢板示意图
图3表面为金字塔状的钢板示意图
具体实施方式
本发明非平直界面钛钢复合板的制造方法，工艺方案如下：
①用酸清洗处理钢板和钛板，除去表面污渍和氧化层；根据成品尺寸比例，选择与成品厚度比相同的钛板、钢板，所述钛板或钢板的一面为平面，另一面为规则或不规则的突起，然后按照钢板/钛板/防粘涂层/钛板/钢板的顺序进行对称组坯，钛板四周空余部位用钢制侧边框填充，最后对四周的缝隙进行焊合，使所有材料成为一个整体的组合坯料，所述防粘涂层采用常用的氧化硅粉末；所述焊合过程采用氩弧焊，防止氧化物影响焊缝质量；所述的突起可以为圆状、条状、金字塔状等等任何规则或不规则的形状；
②对焊合的组合坯料进行抽真空处理，由侧边框上预留的导管将组合坯料内的气体抽出，真空度达到1Pa以下，最后将导管闭合；
③将抽真空后的组和坯料放入加热炉内进行加热，加热温度为900±10℃，加热时间为1～6小时；加热温度过低无法结合，过高则界面反应过度，同样结合不好；
④将完成加热工艺的组合坯料取出进行轧制，终扎温度为600～1000℃，轧制总变形量＞70％。单道次变形量控制在10～20％，轧制速度为0.1～2m/s。首道次变形量控制在10～20％。
实施例1
①将加工好的表面有长条状突起的钛板组坯放入加热炉内加热，加热温度900±10℃，保温3小时；
②取出完成加热工艺的组合坯料，进行轧制，首道次变形20％，经过12道次轧制，累计变形量80％，轧制速度0.1m/s，终轧温度700℃；
③空冷至室温。
本实施例所得钛钢复合板抗剪切强度高达210MPa。
实施例2
①将加工好的有圆柱状突起的钛板组坯放入加热炉内加热，加热温度900±10℃，保温4小时；
②取出完成加热工艺的组合坯料，进行轧制，首道次变形20％，经过11道次轧制，累计变形量80％，轧制速度0.2m/s，终轧温度650℃；
③空冷至室温。
本实施例所得钛钢复合板抗剪切强度高达200MPa。

Claims (10)

1.非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：将钢板、钛板按常规工艺制备钛钢复合板，其中，所述钢板或钛板有一面是不规则或规则的突起。
2.根据权利要求1所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述钢板有一面是不规则或规则的突起。
3.根据权利要求1或2所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：将钢板/钛板/防粘涂层/钛板/钢板进行组坯，四周空余部分进行侧边框填充，再对四周缝隙进行焊合，得组合坯料；对组合坯料抽真空；然后将组合坯料在900±10℃下加热后进行轧制，控制轧制总变形量＞70％，终轧温度为600～1000℃。
4.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述首道次变形量为10～20％。
5.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述轧制时控制单道次变形量为10～20％，轧制速度为0.1～2m/s。
6.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述加热时间为1～6h。
7.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述钢板或钛板表面进行酸洗处理。
8.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述防粘涂层为氧化硅涂层。
9.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述抽真空由侧边框上预留的导管实现；所述焊合采用氩弧焊实现。
10.根据权利要求3所述的非平直界面钛钢复合板的制造方法，其特征在于：所述抽真空至1Pa以下。
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