CN112692062A - 一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，该方法包括：一、对硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑；二、将经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯进行程序加热并保温；三、将经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出后立刻放入轧机的入料口处进行轧制，直至实现目标厚度；四、将经轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出后室温冷却，得到轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。本发明采用预先加热保温实现了硼钨铝复合材料的高效轧制，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面、侧面光滑、平整、完整且无开裂，克服了硼钨铝金属复合屏蔽材料因塑性差难以轧制加工的问题，方法简单，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于金属基复合材料塑性变形加工技术领域，具体涉及一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法。
背景技术
随着核能的广泛应用，核燃料使用后产生的高放射性废料对环境和生物造成严重的威胁。为了避免放射性废料的生态污染，必须对其进行安全存贮和相关处理，这就对辐射屏蔽材料的制备、加工、变形能力提出了苛刻的要求。
硼钨铝复合材料是一种既具有中子屏蔽性能又具有伽马射线屏蔽功能的复合屏蔽材料，可以用于各种核设施及核燃料的屏蔽。由于硼钨铝复合材料中含有高达40%~50%的碳化硼和钨颗粒，其塑性较差，因此，其加工过程中容易产生裂纹甚至开裂，难以得到目标型材。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法。该方法将硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯打磨后进行程序加热并保温轧制，通过预先加热保温实现了硼钨铝复合材料的高效轧制，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面、侧面光滑、平整、完整且无开裂，克服了硼钨铝金属复合屏蔽材料因塑性差难以轧制加工的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑；
步骤二、将步骤一中经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入加热设备中进行程序加热并保温；
步骤三、将步骤二中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出后立刻放入轧机的入料口处进行轧制，直至实现目标厚度；
步骤四、将步骤三中经轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后经室温冷却，得到轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
本发明将硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯打磨后进行程序加热并保温，然后进行轧制直至实现目标厚度，通过预先加热保温使得材料软化，以降低轧制内应力，有利于后续轧制的顺利进行，实现了硼钨铝复合材料的高效轧制，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面、侧面光滑、平整、完整且无开裂，克服了硼钨铝金属复合屏蔽材料因塑性差难以轧制加工的问题。
上述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤一中所述打磨处理的过程：采用不低于300目的砂纸对硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨至平整无毛刺。
上述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤二中所述程序加热的加热速率为10℃/min ~20℃/min，程序加热后的温度为400℃~500℃，保温的时间为10min~20min。该优选的加热速率保证了硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯充分均匀受热，节省了程序加热的时间，优选的温度保证了材料毛坯后续轧制工艺的顺利进行，避免低温轧制开裂或高温导致材料毛坯中出现过烧、氧化现象，优选的保温时间保证了材料毛坯充分均匀受热，避免其表面氧化皮增厚，进一步节省了程序加热的时间。
上述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出在5s内放入轧机的入料口处。通过控制硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出至放入轧机的时间为5s内，减少温度损失，保证了轧制温度，进而保证了轧制效果。
上述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中所述轧制的道次变形量均为25%~50%。该优选的轧制道次变形量避免轧制开裂现象，同时提高了轧制效率，使得轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面光滑，且无裂纹或开裂。
上述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中所述轧制的过程中将硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入预热好的加热设备中保温进行温度补偿。通过在轧制过程中进行回炉保温，避免了轧制过程中材料温度的下降，从而避免轧制开裂，提高了轧制变形量，有效保证了热轧效果。
上述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中所述预热好的加热设备中温度为400℃~500℃，保温的时间为10min~20min。该优选的温度和保温时间有利于保证轧制过程中硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯温度的一致性，有利于保证轧制效果。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯打磨后进行程序加热并保温，然后进行轧制，通过预先加热保温实现了硼钨铝复合材料的高效轧制，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面、侧面光滑、平整、完整且无开裂，克服了硼钨铝金属复合屏蔽材料因塑性差难以轧制加工的问题。
2、本发明通过轧制过程中的回炉保温，避免了轧制过程中材料温度的下降，从而避免轧制开裂，提高了轧制变形量，有效保证了热轧效果。
3、本发明的轧制方法简单，可操作性强，适合工业化生产。
4、本发明填补了现有硼钨铝金属复合屏蔽材料缺少轧制工艺的空白。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法的工艺流程图。
图2a为本发明实施例1中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的表面图片。
图2b为本发明实施例1中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的侧面图片。
图3a为本发明实施例2中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的表面图片。
图3b为本发明实施例2中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物图的侧面。
图4a为本发明实施例3中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的表面图片。
图4b为本发明实施例3中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的侧面图片。
具体实施方式
如图1所示，本发明硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制过程为：将硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯进行打磨处理后进行程序加热并保温，然后进行轧制，经冷却后得到轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用300目砂纸对厚度为2.1mm的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑无毛刺；
步骤二、将步骤一中经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入马弗炉中，然后进行程序加热并保温；所述程序加热的加热速率为10℃/min，程序加热后的温度为400℃，保温的时间为20min；
步骤三、将步骤二中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后迅速放入双辊轧机入料口处依次进行第一次轧制和第二次轧制，且每次下压厚度均为0.5mm，第一次轧制的道次变形量为25%，第二次轧制的道次变形量为33.3%，两次轧制的总变形量为50%；
步骤四、将步骤三中经第二次轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后经室温冷却，得到厚度为1mm的轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
图2a为本实施例中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的表面图片，图2b为本实施例中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的侧面图片，从图2a和图2b可以看出，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面光滑无裂纹，侧面无开裂现象。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用400目砂纸对厚度为4.1mm的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑无毛刺；
步骤二、将步骤一中经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入马弗炉中，然后进行程序加热并保温；所述程序加热的加热速率为20℃/min，程序加热后的温度为500℃，保温的时间为10min；
步骤三、将步骤二中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后在5s内放入双辊轧机入料口处依次进行第一次轧制和第二次轧制，且每次下压厚度均为1mm，第一次轧制的道次变形量为25%，第二次轧制的道次变形量为33.3%，两次轧制的总变形量为50%，将经第二次轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入预热后温度为500℃的马弗炉中保温10min，再在5s内放入双辊轧机的入料口处重复进行第一次轧制和第二次轧制，且每次下压厚度均为0.5mm，重复的第一次轧制的道次变形量为25%，重复的第二次轧制的道次变形量为33.3%，重复的两次轧制的总变形量为75%；
步骤四、将步骤三中经重复的第二次轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后经室温冷却，得到厚度为1mm的轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
图3a为本实施例中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的表面图片，图3b为本实施例中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的侧面图片，从图3a和图3b可以看出，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面光滑无裂纹，侧面无开裂现象。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用300目砂纸对厚度为4.1mm的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑无毛刺；
步骤二、将步骤一中经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入马弗炉中，然后进行程序加热并保温；所述程序加热的加热速率为15℃/min，程序加热后的温度为450℃，保温的时间为15min；
步骤三、将步骤二中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后迅速放入双辊轧机入料口处依次进行第一次轧制和第二次轧制，且每次下压厚度均为0.5mm，第一次轧制的道次变形量为25%，第二次轧制的道次变形量为33.3%，两次轧制的总变形量为50%；
步骤四、将步骤三中经第二次轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后经室温冷却，得到厚度为2mm的轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
图4a为本实施例中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的表面图片，图4b为本实施例中轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料实物的侧面图片，从图4a和图4b可以看出，轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料表面光滑无裂纹，侧面无开裂现象。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、采用300目砂纸对厚度为2.1mm的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑无毛刺；
步骤二、将步骤一中经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入马弗炉中，然后进行程序加热并保温；所述程序加热的加热速率为20℃/min，程序加热后的温度为500℃，保温的时间为10min；
步骤三、将步骤二中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后迅速放入双辊轧机入料口处依次进行轧制，且下压厚度为1mm，轧制的道次变形量为50%；
步骤四、将步骤三中经轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后经室温冷却，得到厚度为1mm的轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨处理至平整光滑；
步骤二、将步骤一中经打磨处理后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入加热设备中进行程序加热并保温；
步骤三、将步骤二中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出后立刻放入轧机的入料口处进行轧制，直至实现目标厚度；
步骤四、将步骤三中经轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出，然后经室温冷却，得到轧制后的硼钨铝金属复合屏蔽材料。
2.根据权利要求1所述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤一中所述打磨处理的过程：采用不低于300目的砂纸对硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯的上、下表面进行打磨至平整无毛刺。
3.根据权利要求1所述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤二中所述程序加热的加热速率为10℃/min ~20℃/min，程序加热后的温度为400℃~500℃，保温的时间为10min~20min。
4.根据权利要求1所述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中经保温后的硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯取出在5s内放入轧机的入料口处。
5.根据权利要求1所述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中所述轧制的道次变形量均为25%~50%。
6.根据权利要求1所述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中所述轧制的过程中将硼钨铝金属复合屏蔽材料毛坯放入预热好的加热设备中保温进行温度补偿。
7.根据权利要求6所述的一种硼钨铝金属复合屏蔽材料的轧制方法，其特征在于，步骤三中所述预热好的加热设备中温度为400℃~500℃，保温的时间为10min~20min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210423 |
|
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