CN108043875A

CN108043875A - 一种轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法

Info

Publication number: CN108043875A
Application number: CN201711223804.8A
Authority: CN
Inventors: 李艳威; 黄庆学; 王效岗
Original assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Current assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-05-18

Abstract

一种轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法，属于轧制复合板技术领域。特征是：（1）选取高铬铸铁板为覆板，低碳钢板为基板，覆板四个周边长度比基板四个周边长度小，将基板与覆板结合面进行打磨，去除氧化层，用稀硫酸溶液、酒精溶液进行清洗、吹干；（2）将基板与覆板分别相对应贴合在一起，周边点焊在一起，制成上、下复合板坯；（3）将复合板坯中的覆板表面上涂抹隔离剂，对齐叠合后将基板四周边进行满焊密封，预留抽真空管；（4）用真空扩散泵通过预留抽真空管进行抽真空；（5）放入加热炉中加热并轧制；（6）轧后对复合板坯进行切边后，上、下复合板自然分离；（7）堆放缓冷。

Description

一种轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法

技术领域

本发明属于轧制复合板技术领域，具体涉及一种轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法。

背景技术

高铬铸铁的材料成分中含有25-30%的铬，1.5-3%的碳和3%的硅。在具有相对韧性的铁基质中含有大量硬度高达1200-1800HV的MxCy型硬质碳化物，这种组织结构使高铬铸铁具有优异的耐磨性。因此，高铬铸铁广泛地用于需要具有高耐磨性的部件或工件的各种工业过程中，如采矿，矿物加工，水泥制造等领域。

高铬铸铁虽然具有较好的耐磨性，但固有的脆性和难热加工性限制这种材料的使用。如何在不改变高铬铸铁硬度和耐磨性的前提下改善其韧性一直是当今的技术难题。目前，解决这一难题的一种办法是由高铬铸铁和低碳钢组成新型复合双金属，通过吸收低碳钢优良延展性和易焊接性来克服高铬铸铁的缺点，同时保持高铬铸铁的材料成分和优异耐磨性。双金属制造可以通过液-液复合铸造，固-液复合铸造以及液-液复合铸造结合轧制等，例如专利号为CN102489531A的发明专利申请公开了一种离心复合后半固态轧制制备层叠复合金属材料的方法。这种方法提出为了实现在轧制过程中高铬铸铁与碳钢能够包覆相容热变形，首先利用离心铸造法制备低碳钢/高铬铸铁/低碳钢三层夹层铸造复坯料，然后再通过热轧制备复合板。但是这种方法有诸多缺点，例如这种用离心铸造制备的复合坯料呈圆环状，经过切割分段以后有弧度很大的弯曲，所以并不适合经过轧机来轧制；离心复合铸造过程相当复杂，为了实现部件材料之间的冶金结合，必须非常小心地控制例如浇铸温度和组成合金的体积比等铸造参数，造成效率十分低下；另外，经过轧制以后的三层复合板呈现芯部是高铬铸铁，两侧包覆层为低碳钢，为了使板材在使役过程中露出高铬铸铁耐磨层，必须先把表层的低碳钢磨掉，造成了材料的浪费。

现有的高铬铸铁/低碳钢耐磨复合板生产方法，操作难度大，效率低下，浪费材料，并不适合于大批量的生产。

发明内容

本发明目的是提供一种轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法，可以有效克服现有制备方法存在的难点和缺点。

本发明是这样实现的，其特征在于加工步骤为：

（1）根据产品规格，选取高铬铸铁板作为上、下覆板2、2’，低碳钢板作为上、下基板1、1’，上、下覆板2、2’的四个周边长度比上、下基板1、1’的四个周边长度小8~12mm，将上、下基板1、1’与上、下覆板2、2’的结合面进行打磨，要去除氧化层，并用稀硫酸溶液、酒精溶液进行清洗、吹干，保护好待结合面不受污染；

（2）将上、下基板1、1’与上、下覆板2、2’分别相对应贴合在一起，其周边点焊在一起，制成上、下复合板坯3，3’；

（3）将上、下复合板坯3，3’中的上、下覆板2、2’表面上涂抹1.1~1.2mm厚的隔离剂7，将其对齐叠合在一起，再将叠合后的上、下基板1、1’四周边进行满焊密封，并预留抽真空管6；组成整体复合板坯；

（4）用真空扩散泵通过预留的抽真空管6，进行抽真空；

（5）放入加热炉中进行加热至1150-1200℃，在板带轧机上进行热轧，开轧温度为1100-1150℃，根据总压下量调整轧制道次，每道次最大压下量不超过15%，终轧温度为1050-1100℃，轧制速度为0.5～2m/s；

（6）轧后对复合板坯进行切边后，上、下复合板8、8’自然分离；

（7）进行堆放缓冷。

上述复合板的制造方法，步骤3中所述隔离剂为Al₂O₃与腻子粉溶液混合的隔离剂，涂抹厚度为1mm。

上述复合板的制造方法，步骤4中所述抽真空达到的真空度为1.0x10^-3Pa。

上述轧制后的高铬铸铁复合板，根据用户的要求对进行热处理和其他处理。

本发明的优点及积极效果：

本发明克服了传统离心铸造结合轧制操作复杂，效率低下的缺点。将铸造过程与轧制过程分离，可以实现高铬铸铁复合板的快速制备，适用于批量生产。本发明克服了传统离心铸造结合轧制浪费材料的缺点，轧制以后的复合板露出高铬铸铁耐磨层，直接应用，不必先把多余的碳钢层磨掉，节省材料。

附图说明

图1 基板和覆板截面示意图

图2 上、下复合板坯截面示意图

图3复合板坯截面示意图

图4 轧后复合板截面示意图

图中 1—上基板，1’—下基板，2—上覆板，2’—下覆板，3—上复合板坯，3’—下复合板坯，4—左密封边，4’—右密封边，5—点焊焊缝，6—抽真空管，7—隔离剂，8—上复合板，8’—下复合板。

具体实现方式：

现以生产KmTBCr26高铬铸铁为覆板，Q235低碳钢为基板为例。如图1、2、3、4所示。本发明的制作工序为：坯料准备→复合坯的制备→复合坯四周敷边密封→抽真空→加热及轧制→后续处理。

加工步骤为：

1.如图1所示，根据产品规格，选取的高铬铸铁KmTBCr26和低碳钢Q235，分别作为上、下覆板2、2’和上、下基板1、1’，上、下覆板2、2’的四个边比上、下基板1、1’的四个边小10mm，将上、下基板1、1’与上、下覆板2、2’的结合面进行打磨，去除氧化层，并用稀酸溶液、酒精溶液依次进行清洗，吹干，保护好待结合面不受污染；

2.如图2、3所示，分别将上基板1与上覆板2、下基板1’与下覆板2’分别扣合在一起，沿着其四周边进行点焊，制成上下复合板坯3、3’；

3.将上、下复合板坯3、3’对齐叠放在一起，在其之间涂抹1mm厚隔离剂7，再对复合板坯的基板1、1’的四个周边进行满焊密封焊接，制成整体复合板坯，并预留抽真空细管6；

4.用真空扩散泵通过预留的抽真空钢管6进行抽真空，直到的真空度达到1.0x10^-3Pa，抽真空结束后将细钢管热封密封；

5.加热及轧制：将复合板坯放入加热炉中设置加热温度为1180℃进行加热控制；，开轧温度在1130℃，可根据总压下量调整轧制道次，每道次最大压下量不超过15%，终轧温度在1100℃。轧制速度2m/s；

6.如图4所示，将轧后的复合板四边切掉，由于中间隔离剂的作用，芯部两层高铬铸铁之间并未复合且四周切边以后会自然分离，露出高铬铸铁耐磨面；

7.后续处理：热轧后，堆放缓冷。

Claims

1.一种轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法，其特征在于加工步骤为：

（1）根据产品规格，选取高铬铸铁板作为上、下覆板（2、2’），低碳钢板作为上、下基板（1、1’），上、下覆板（2、2’）的四个周边长度比上、下基板（1、1’）的四个周边长度小8~12mm，将上、下基板（1、1’）与上、下覆板（2、2’）的结合面进行打磨，要去除氧化层，并用稀硫酸溶液、酒精溶液进行清洗、吹干，保护好待结合面不受污染；

（2）将上、下基板（1、1’）与上、下覆板（2、2’）分别相对应贴合在一起，其周边点焊在一起，制成上、下复合板坯（3，3’）；

（3）将上、下复合板坯（3，3’）中的上、下覆板（2、2’）表面上涂抹1.1~1.2mm厚的隔离剂（7），将其对齐叠合在一起，再将叠合后的上、下基板（1、1’）四周边进行满焊密封，并预留抽真空管（6）；组成整体复合板坯；

（4）用真空扩散泵通过预留的抽真空管（6）进行抽真空；

（6）轧后对复合板坯进行切边后，上、下复合板（8，8’）自然分离；

（7）进行堆放缓冷。

2.如权利要求1所述的轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法，其特征在于步骤（3）中所述的隔离剂为Al₂O₃与腻子粉的混合溶液。

3.如权利要求1所述的轧制高铬铸铁/低碳钢复合板的方法，其特征在于步骤（4）中所述的抽真空，其抽真空度为1.0x10^-3Pa。