CN113714741A - 一种结晶器铜板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结晶器铜板的制作方法，其包括：选择铜合金毛坯料，粗加工铜板外形，加工铜板的工作面，选取规则的立方体耐磨耐热层板，选择一个平面根据铜板的工作表面外形对其进行机加工，加工后与铜板的工作面进行配合，与铜板配合处的最薄厚度不小于10mm，铜板与加工好的耐磨耐热层板进行装配固定，采用爆炸焊接技术将装配好的铜板与加工好的耐磨耐热层板进行焊接形成结晶器铜板，该种结晶器铜板的制作方法，采用爆炸焊接技术将铜板与耐磨耐热层板进行面连接，实现其接触面的分子连接，并且其结合力具有较高的抗剪强度，显著提高结晶器铜板的使用寿命和使用性能，而且能够降低修复工作量及修复难度，提升了工作效率及修复质量。

Description

一种结晶器铜板的制作方法

技术领域

本发明涉及结晶器制备技术领域，具体为一种结晶器铜板的制作方法。

背景技术

连铸设备的应用促进了钢铁工业的迅速发展，带来了更高的生产效率和更低的生产成本，而连铸结晶器铜板，在生产过程中直接接触高温钢水，其性能直接决定着钢锭的表面质量和组织性能，其寿命和稳定性直接影响钢铁冶炼的生产效率和生产成本。结晶器铜板的工作环境异常苛刻，不仅承受高温钢水的静压力，还有与坯壳之间的相对运动产生的摩擦力以及热疲劳，因此，结晶器铜板在经过几十万的过钢量之后极易损坏，进而造成整体部件失效。

目前，为了提升结晶器铜板的使用寿命和表面质量，主要采用电镀、超音速喷涂和激光熔覆的方法在铜板表面制作一层耐磨耐热涂层，增强铜板表面的耐磨耐热性，提高结晶器铜板的使用寿命。电镀和超音速喷涂的方法制作的涂层与铜板的结合力主要是机械结合力或半机械结合力，在使用一段时间后，涂层很容易脱落。另外由于铜的高反特性，采用激光熔覆的方法很难形成无缺陷，结合力好的表面涂层，极易产生裂纹、气孔等缺陷并且在使用过程中引起涂层脱落。

涂层脱落后，需要经过机械加工将整个涂层去除，并去掉铜板表面与涂层结合的热疲劳层，然后再进行新的涂层制作。由于工艺限制，目前的涂层制作厚度不超过6mm，当修复达到一定次数，铜板表面去除超过一定厚度（一般不超过10mm），结晶器铜板即达到报废，造成大量的资源浪费。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有结晶器铜板制作中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种结晶器铜板的制作方法，能够降低修复工作量及修复难度，提升了工作效率及修复质量。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种结晶器铜板的制作方法，其包括：

S1、选择铜合金毛坯料，粗加工铜板外形，预留10mm加工余量，并根据图纸精加工铜板的工作面；

S2、选取规则的立方体耐磨耐热层板，选择一个平面根据铜板的工作表面外形对其进行机加工，加工后与铜板的工作面进行配合，与铜板配合处的最薄厚度不小于10mm；

S3、铜板与加工好的耐磨耐热层板进行装配固定，保证装配间隙≤0.05mm；

S4、采用爆炸焊接技术将装配好的铜板与加工好的耐磨耐热层板进行焊接形成结晶器铜板。

作为本发明所述的一种结晶器铜板的制作方法的一种优选方案，其中，所述铜板的工作面和所述耐磨耐热层板的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm。

作为本发明所述的一种结晶器铜板的制作方法的一种优选方案，其中，在将铜板与加工好的耐磨耐热层板进行装配固定之前，还包括如下步骤：对加工后的铜板及耐磨耐热层板的装配表面进行清洗，确保无油污、杂质等，并进行烘干。

作为本发明所述的一种结晶器铜板的制作方法的一种优选方案，其中，还包括如下步骤：

S5、对爆炸焊后的结晶器铜板进行去应力退火，将结晶器铜板放置进烘箱，参数设置成200度，保温6小时；

S6、对热处理后的结晶器铜板进行机加工，根据图纸技术要求加工铜板外形及冷却流道；

S7、根据对涂层厚度的技术要求，对爆炸焊后的结晶器铜板上的耐磨耐热层板进行加工，表面粗糙度符合结晶器铜板的表面技术要求。

作为本发明所述的一种结晶器铜板的制作方法的一种优选方案，其中，还包括如下步骤：

S8、对加工后的耐磨耐热涂层进行喷丸处理，喷丸压力设置成0.4MPa，喷丸时间4分钟，喷丸后粗糙度要求≤Ra1.5μm；

S9、根据图纸技术要求进行检验，完成加工。

作为本发明所述的一种结晶器铜板的制作方法的一种优选方案，其中，所述步骤S1中，采用机加工加工铜板外形。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：采用爆炸焊接技术将铜板与耐磨耐热层板进行面连接，实现其接触面的分子连接，通过爆炸焊接技术的优势，可以在铜板表面制作具有耐磨耐热的金属材料，并且其结合力具有较高的抗剪强度。还可利用喷完等强化方式对涂层进行二次强化，提高粗糙度。另外，本发明的技术优势还在于，可根据技术要求，制作不同厚度、不同层数、不同材料以及复合材料特性的耐磨耐热涂层，实现较好的结合强度。通过爆炸焊在铜板表面制作的性能涂层，由于其不易脱落，因此，当涂层破损后，不必去掉整体涂层以及铜板表面的热疲劳层，既可以通过激光熔覆或着其他强化方式直接在涂层表面进行修复，大大减轻了修复工作量及修复难度，提升了工作效率及修复质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一种结晶器铜板的制作方法的铜板的结构示意图；

图2为本发明一种结晶器铜板的制作方法的耐磨耐热层板的结构示意图；

图3为本发明一种结晶器铜板的制作方法的爆炸焊接后的结晶器铜板与耐磨耐热层板示意图。

图4为本发明一种结晶器铜板的制作方法的加工后结晶器铜板示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种结晶器铜板的制作方法，能够降低修复工作量及修复难度，提升了工作效率及修复质量。

图1-图4示出的是本发明一种结晶器铜板的制作方法所需的铜板和耐磨耐热层板的结构示意图以及加工形成的结晶器铜板结构示意图，请参阅图1-图4。

实施例1

一种结晶器铜板的制作方法，其包括：

S1、选择铜合金毛坯料，粗加工铜板100外形，预留10mm加工余量，并根据图纸精加工铜板100的工作面，作为优选，铜板100的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm；

S2、选取规则的立方体耐磨耐热层板200，选择一个平面根据铜板100的工作表面外形对其进行机加工，加工后与铜板100的工作面进行配合，与铜板100配合处的最薄厚度不小于10mm，作为优选，耐磨耐热层板200的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm。

S3、铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行装配固定，保证装配间隙≤0.05mm，作为优选，在将铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行装配固定之前，对加工后的铜板100及耐磨耐热层板200的装配表面进行清洗，确保无油污、杂质等，并进行烘干，以进一步提高铜板100与加工好的耐磨耐热层板200的装配效果；

S4、采用爆炸焊接技术将装配好的铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行焊接形成结晶器铜板。

该种结晶器铜板的制作方法，采用爆炸焊接技术将铜板100与耐磨耐热层板200进行面连接，实现其接触面的分子连接，通过爆炸焊接技术的优势，可以在铜板100表面制作具有耐磨耐热的金属材料，并且其结合力具有较高的抗剪强度。

实施例2

一种结晶器铜板的制作方法，其包括：

S1、选择铜合金毛坯料，粗加工铜板100外形，预留10mm加工余量，并根据图纸精加工铜板100的工作面，作为优选，铜板100的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm；

S2、选取规则的立方体耐磨耐热层板200，选择一个平面根据铜板100的工作表面外形对其进行机加工，加工后与铜板100的工作面进行配合，与铜板100配合处的最薄厚度不小于10mm，作为优选，耐磨耐热层板200的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm。

S3、铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行装配固定，保证装配间隙≤0.05mm，作为优选，在将铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行装配固定之前，对加工后的铜板100及耐磨耐热层板200的装配表面进行清洗，确保无油污、杂质等，并进行烘干，以进一步提高铜板100与加工好的耐磨耐热层板200的装配效果；

S4、采用爆炸焊接技术将装配好的铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行焊接形成结晶器铜板；

S5、对爆炸焊后的结晶器铜板进行去应力退火，将结晶器铜板放置进烘箱，参数设置成200度，保温6小时；

S6、对热处理后的结晶器铜板进行机加工，根据图纸技术要求加工铜板外形及冷却流道；

S7、根据对涂层厚度的技术要求，对爆炸焊后的结晶器铜板上的耐磨耐热层板进行加工，表面粗糙度符合结晶器铜板的表面技术要求。

实施例3

一种结晶器铜板的制作方法，其包括：

S1、选择铜合金毛坯料，粗加工铜板100外形，预留10mm加工余量，并根据图纸精加工铜板100的工作面，作为优选，铜板100的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm；

S2、选取规则的立方体耐磨耐热层板200，选择一个平面根据铜板100的工作表面外形对其进行机加工，加工后与铜板100的工作面进行配合，与铜板100配合处的最薄厚度不小于10mm，作为优选，耐磨耐热层板200的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm。

S3、铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行装配固定，保证装配间隙≤0.05mm，作为优选，在将铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行装配固定之前，对加工后的铜板100及耐磨耐热层板200的装配表面进行清洗，确保无油污、杂质等，并进行烘干，以进一步提高铜板100与加工好的耐磨耐热层板200的装配效果；

S4、采用爆炸焊接技术将装配好的铜板100与加工好的耐磨耐热层板200进行焊接形成结晶器铜板；

S5、对爆炸焊后的结晶器铜板进行去应力退火，将结晶器铜板放置进烘箱，参数设置成200度，保温6小时；

S6、对热处理后的结晶器铜板进行机加工，根据图纸技术要求加工铜板外形及冷却流道；

S7、根据对涂层厚度的技术要求，对爆炸焊后的结晶器铜板上的耐磨耐热层板进行加工，表面粗糙度符合结晶器铜板的表面技术要求；

S8、对加工后的耐磨耐热涂层进行喷丸处理，喷丸压力设置成0.4MPa，喷丸时间4分钟，喷丸后粗糙度要求≤Ra1.5μm；

S9、根据图纸技术要求进行检验，完成加工。

该种结晶器铜板的制作方法，通过喷丸等强化方式对涂层进行二次强化，提高结晶器铜板粗糙度。而且可根据技术要求，制作不同厚度、不同层数、不同材料以及复合材料特性的耐磨耐热涂层，实现较好的结合强度。通过爆炸焊在铜板表面制作的性能涂层，由于其不易脱落，因此，当涂层破损后，不必去掉整体涂层以及铜板表面的热疲劳层，既可以通过激光熔覆或着其他强化方式直接在涂层表面进行修复，大大减轻了修复工作量及修复难度，提升了工作效率及修复质量。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种结晶器铜板的制作方法，其特征在于，包括：

S1、选择铜合金毛坯料，粗加工铜板（100）外形，预留10mm加工余量，并根据图纸精加工铜板（100）的工作面；

S2、选取规则的立方体耐磨耐热层板（200），选择一个平面根据铜板（100）的工作表面外形对其进行机加工，加工后与铜板（100）的工作面进行配合，与铜板（100）配合处的最薄厚度不小于10mm；

S3、铜板（100）与加工好的耐磨耐热层板（200）进行装配固定，保证装配间隙≤0.05mm；

S4、采用爆炸焊接技术将装配好的铜板（100）与加工好的耐磨耐热层板（200）进行焊接形成结晶器铜板。

2.根据权利要求1所述的一种结晶器铜板的制作方法，其特征在于，所述铜板（100）的工作面和所述耐磨耐热层板（200）的工作面的粗糙度≤Ra6.3μm。

3.根据权利要求1所述的一种结晶器铜板的制作方法，其特征在于，在将铜板（100）与加工好的耐磨耐热层板（200）进行装配固定之前，还包括如下步骤：对加工后的铜板（100）及耐磨耐热层板（200）的装配表面进行清洗，确保无油污、杂质等，并进行烘干。

4.根据权利要求1所述的一种结晶器铜板的制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S5、对爆炸焊后的结晶器铜板进行去应力退火，将结晶器铜板放置进烘箱，参数设置成200度，保温6小时；

S6、对热处理后的结晶器铜板进行机加工，根据图纸技术要求加工铜板（100）外形及冷却流道（H）；

S7、根据对涂层厚度的技术要求，对爆炸焊后的结晶器铜板上的耐磨耐热层板（200）进行加工，表面粗糙度符合结晶器铜板的表面技术要求。

5.根据权利要求1所述的一种结晶器铜板的制作方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S8、对加工后的耐磨耐热层板（200）进行喷丸处理，喷丸压力设置成0.4MPa，喷丸时间4分钟，喷丸后粗糙度要求≤Ra1.5μm；

S9、根据图纸技术要求进行检验，完成加工。

6.根据权利要求1所述的一种结晶器铜板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用机加工加工铜板（100）的外形。

Images