CN114107847B - 一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，在电渣重熔炉中采用引弧剂，距离端口30‑70mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采用质量百分比为70％CaF2‑30％Al2O3渣系，后期电渣重熔1050铝时采用质量百分比为53％CaF2+47％NaF‑42％CaF2+58％NaF；生产出总厚度为70mm的304不锈钢/1050铝复合板坯；将复合板坯冷却到室温，送入加热炉加热，加热时间≥240min，加热温度550～650℃，板坯出加热炉温度≥500℃，然后在连续回火炉中进行回火热处理。本发明复合板界面剪切强度≥110MPa，反复弯曲次数≥8次，复合板的厚度为1.5～6mm。

Description

一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法
技术领域
本发明涉及金属基复合材料技术领域，尤其是一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，在当前以信息、生命、材料三大学科为基础的世界新技术革命正如火如荼地进行着，它把人类的物质文明推向了一个新的发展阶段，作为这三大基础学科之一的材料学科将担负起重要崭新的历史使命。
复合材料的研究与制备是近年来材料行业发展的一个重要趋势。随着科学技术的不断发展，每个行业对材料的综合性能要求日渐高涨，单一的材料已经无法满足高指标、高性能的要求。
层状金属复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固的冶金结合而制备的一种新型材料。尽管各层金属仍保持各自原有特性，但层状金属复合材料的物理、化学、力学性能比单一金属优越得多，得到的复合板所具有的综合性能是任一组元所无法具备的。随着科技进步，如今它们不仅在应用范围上愈加广泛，而且在材料性能组合和优化利用方面也突破了传统的认识。导电性、导热性、耐腐蚀性和力学性能的有效组合，既使材料的综合性能得到提高，也为合理选材和降低成本提供了更好的条件。
双金属复合材料由于其特有的性能，越来越引起人们的重视，尤其是在航空、航天、国防、交通、电子和通讯等领域得到了广泛的应用。
近年国内外出现了的钢和铝复合材料，用这种材料制造的厨具制品不但保留了钢制品的外形美观，而且导热性能大大提高、重量轻，它综合了钢的高强度、易清洗和铝的质轻、价廉、优良的导电、导热性等优点而在多方面领域得到了广泛的应用，在工业和民用等各个领域得到越来越广泛的应用，具有极好的市场前景。轧制复合是极具潜力的大规模生产钢/铝复合板的制备加工方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，本发明具有更优良的结合界面微观组织，具有高的界面强度。
本发明的技术方案为：一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，包括以下步骤：
S1)、在电渣重熔炉中采用引弧剂，距离端口30-70mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采用质量百分比为70％CaF2-30％Al2O3渣系；
后期电渣重熔1050铝时，采用质量百分比为53％CaF2+47％NaF～42％CaF2+58％NaF，在通电过程中，熔融金属汇聚成金属液滴，凝固形成304不锈钢锭，当304不锈钢坯厚度达到设定要求后，立即更换1050铝自耗电极；生产出总厚度70mm的1050铝/304不锈钢复合板坯；
S2)、复合板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，送入炉加热，在加热炉内加热时间≥240min，加热温度550～650℃，板坯出加热炉温度≥500℃，出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力≥12MPa，按轧制能力适当加大前道次压下量，最后道次压下率≤5％，以保证厚度精确及板形良好，轧机出口厚度1.5～6mm，然后在连续回火炉中进行回火热处理，回火温度550-600℃，回火时间5～10min，成品在平整机组进行开平，精整，检验。
作为优选的，所述的1050铝的化学成分为：Si0.1-0.2wt％，Cu≤0.05wt％，Mg≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Ti≤0.03wt％，V≤0.05wt％，Fe≤0.20wt％，其余为Al及不可避免的杂质；
作为优选的，所述的304不锈钢的化学成分为：C0.03-0.06wt％，Si≤1.0wt％，Mn1.5-1.8wt％，Cr 17.0-19.0wt％，Ni 8.0-11.0wt％，P<0.015wt％，S<0.010wt％，Al0.025-0.06wt％1)，其余为Fe及不可避免的杂质。
作为优选的，所述的引弧剂包括以下质量百分比的组分：
Ti02 30-40％；
CaF2 60-70％。
作为优选的，所述的1050铝/304不锈钢复合板坯的304不锈钢厚60-65mm，1050铝厚5-10mm。
作为优选的，所述的1050铝/304不锈钢复合板的界面剪切强度≥110MPa，反复弯曲次数≥8次，所述的1050铝/304不锈钢复合板的厚度为1.5～6mm。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过电渣重熔工艺生产出304不锈钢/1050铝坯，通过热轧轧制1.5～6mm的目标厚度，通过轧制后热处理促进金属原子间的相互扩散及引发其他复合机制的发生，明显增强复合板的结合强度；
2、本发明铝/钢复合板界面剪切强度≥110MPa，反复弯曲次数≥8次；
3、本发明易于实现大规模工业化生产，同时不存在像电镀和物理化学方法覆层所带来的环境污染问题，是一种具有非常好的发展潜力的铝/钢金属层状复合材料制备加工技术。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其中，
所述的1050铝板的化学成分为：Si为0.15wt％，Cu为0.02wt％，Mg为0.03wt％，Zn为0.03wt％，Ti为0.01wt％，V为≤0.03wt％，Fe为0.15wt％，其余为Al及不可避免的杂质；
304不锈钢的化学成分为：C为0.03wt％，Si为0.5wt％，Mn为1.5wt％，Cr为17.0wt％，Ni为8.0wt％，P为0.010wt％，S为0.008wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述的方法为：
在电渣重熔炉中采用引弧剂(30％Ti02、70％的CaF2)，距离端口30mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采70％CaF2-30％Al2O3渣系(ANF-6渣)，后期电渣重熔1050铝时，采用53％CaF2+47％NaF，在通电过程中，熔融金属汇聚成金属液滴，凝固形成304不锈钢锭，当304不锈钢坯厚度达到设定要求后，立即更换1050铝自耗电极。生产出总厚度70mm的1050铝/304不锈钢复合板坯，其中，304不锈钢厚60mm，1050铝厚10mm。
复合板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，送入炉加热，在加热炉内加热时间240min，加热温度550℃，板坯出加热炉温度500℃，出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力16MPa，按轧制能力适当加大前道次压下量精轧前3道次压下率分别为46.2％，44.1％，41.8％，最后道次压下率2.0％，以保证厚度精确及板形良好，轧机出口厚度6mm，然后在连续回火炉中进行回火热处理，回火温度550℃，回火时间10min，成品在平整机组进行开平，精整，检验。检测铝/钢复合板界面剪切强度为125MPa，反复弯曲次数为10次。
实施例2
实施例提供一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法,其中，
所述的1050铝板的化学成分为：Si为0.12wt％，Cu为0.03wt％，Mg为0.02wt％，Zn为0.03wt％，Ti为0.01wt％，V为≤0.03wt％，Fe为0.16wt％，其余为Al及不可避免的杂质。
所述的304不锈钢的化学成分为：C为0.06wt％，Si为0.8wt％，Mn为1.5wt％，Cr为17.0wt％，Ni为8.0wt％，P为0.010wt％，S为0.008wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述的方法为：在电渣重熔炉中采用引弧剂(35％Ti02、65％的CaF2)，距离端口70mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采70％CaF2-30％Al2O3渣系，后期电渣重熔1050铝时，采用50％CaF2+50％NaF，在通电过程中，熔融金属汇聚成金属液滴，凝固形成304不锈钢锭，当304不锈钢坯厚度达到设定要求后，立即更换1050铝自耗电极。生产出总厚度70mm的1050铝/304不锈钢复合板坯，其中，304不锈钢厚65mm，1050铝厚5mm。
复合板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，送入炉加热，在加热炉内加热时间250min，加热温度600℃，板坯出加热炉温度550℃，出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力16MPa，按轧制能力适当加大前道次压下量精轧前3道次压下率分别为48.2％，45.1％，42.8％，最后道次压下率2.0％，以保证厚度精确及板形良好，轧机出口厚度4mm，然后在连续回火炉中进行回火热处理，回火温度580℃，回火时间6min，成品在平整机组进行开平，精整，检验。检测铝/钢复合板界面剪切强度为135MPa，反复弯曲次数为10次。
实施例3
本实施例提供一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其中，
所述的1050铝板化学成分：Si为0.18wt％，Cu为0.01wt％，Mg为0.03wt％，Zn为0.03wt％，Ti为0.02wt％，V为≤0.03wt％，Fe为0.15wt％，其余为Al及不可避免的杂质；
所述的304不锈钢化学成分：C为0.04wt％，Si为0.6wt％，Mn为1.6wt％，Cr为17.2wt％，Ni为8.1wt％，P为0.010wt％，S为0.005wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述的方法为：
在电渣重熔炉中采用引弧剂(40％Ti02、60％的CaF2)，距离端口50mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采70％CaF2-30％Al2O3渣系(ANF-6渣)，后期电渣重熔1050铝时，采用48％CaF2+52％NaF，在通电过程中，熔融金属汇聚成金属液滴，凝固形成304不锈钢锭，当304不锈钢坯厚度达到设定要求后，立即更换1050铝自耗电极。生产出总厚度70mm的1050铝/304不锈钢复合板坯，其中，304不锈钢厚60mm，1050铝厚10mm。
复合板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，送入炉加热，在加热炉内加热时间240min，加热温度550℃，板坯出加热炉温度500℃，出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力16MPa，按轧制能力适当加大前道次压下量精轧前3道次压下率分别为49.2％，48.6％，45.8％，最后道次压下率3.0％，以保证厚度精确及板形良好，轧机出口厚度2mm，然后在连续回火炉中进行回火热处理，回火温度600℃，回火时间5min，成品在平整机组进行开平，精整，检验。检测铝/钢复合板界面剪切强度为135MPa，反复弯曲次数为10次。
实施例4
本实施例提供一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其中；
所述的1050铝板化学成分：Si为0.18wt％，Cu为0.02wt％，Mg为0.03wt％，Zn为0.03wt％，Ti为0.01wt％，V为≤0.03wt％，Fe为0.12wt％，其余为Al及不可避免的杂质；
所述的304不锈钢化学成分：C为0.05wt％，Si为0.7wt％，Mn为1.6wt％，Cr为17.5wt％，Ni为8.0wt％，P为0.010wt％，S为0.005wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
所述的方法为：
在电渣重熔炉中采用引弧剂(35％Ti02、65％的CaF2)，距离端口70mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采70％CaF2-30％Al2O3渣系(ANF-6渣)，后期电渣重熔1050铝时，采用45％CaF2+55％NaF，在通电过程中，熔融金属汇聚成金属液滴，凝固形成304不锈钢锭，当304不锈钢坯厚度达到设定要求后，立即更换1050铝自耗电极。生产出总厚度70mm的1050铝/304不锈钢复合板坯，其中，304不锈钢厚65mm，1050铝厚5mm。
复合板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，送入炉加热，在加热炉内加热时间240min，加热温度650℃，板坯出加热炉温度600℃，出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力16MPa，按轧制能力适当加大前道次压下量精轧前3道次压下率分别为50.2％，48.8％，45.7％，最后道次压下率2.0％，以保证厚度精确及板形良好，轧机出口厚度1.5mm，然后在连续回火炉中进行回火热处理，回火温度650℃，回火时间5min，成品在平整机组进行开平，精整，检验。检测铝/钢复合板界面剪切强度为135MPa，反复弯曲次数为10次。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)、在电渣重熔炉中采用引弧剂，距离端口30-70mm引弧，前期电渣重熔304不锈钢时采用质量百分比为70％CaF2-30％Al2O3渣系；
后期电渣重熔1050铝时，采用质量百分比为53％CaF2+47％NaF～42％CaF2+58％NaF，在通电过程中，熔融金属汇聚成金属液滴，凝固形成304不锈钢锭，当304不锈钢坯厚度达到设定要求后，立即更换1050铝自耗电极；生产出总厚度70mm的1050铝/304不锈钢复合板坯；
S2)、复合板坯冷却到室温，对板坯质量及表面进行检查，送入炉加热，在加热炉内加热时间≥240min，加热温度550～650℃，板坯出加热炉温度≥500℃，出加热炉后进行高压水除磷，除磷压力≥12MPa，按轧制能力适当加大前道次压下量，最后道次压下率≤5％，以保证厚度精确及板形良好，轧机出口厚度1.5～6mm，然后在连续回火炉中进行回火热处理，回火温度550-600℃，回火时间5～10min，成品在平整机组进行开平，精整，检验。
2.根据权利要求1所述的一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其特征在于：所述的1050铝的化学成分为：Si0.1-0.2wt％，Cu≤0.05wt％，Mg≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Ti≤0.03wt％，V≤0.05wt％，Fe≤0.20wt％，其余为Al及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其特征在于：所述的304不锈钢的化学成分为：C 0.03-0.06wt％，Si≤1.0wt％，Mn1.5-1.8wt％，Cr 17.0-19.0wt％，Ni 8.0-11.0wt％，P<0.015wt％，S<0.010wt％，Al 0.025-0.06wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其特征在于：所述的引弧剂包括以下质量百分比的组分：
TiO 2 30-40％；
CaF2 60-70％。
5.根据权利要求1所述的一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其特征在于：所述的1050铝/304不锈钢复合板坯的304不锈钢厚60-65mm，1050铝厚5-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法，其特征在于：所述的1050铝/304不锈钢复合板的界面剪切强度≥110MPa，反复弯曲次数≥8次，所述的1050铝/304不锈钢复合板的厚度为1.5～6mm。
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