CN114686792A - 一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法:连续制备方法依次包括有母材选择、母材预处理、喷射金属材料冶炼、喷射复合、轧制、检验而成品入库。本制备方法制成的喷射复合产品各金属材料之间粘结力大,极大的保证了复合材料的产品质量,拓展了复合材料应用范围。喷射复合材料产品,在喷射复合坯料时,其不同金属材料间粘结力大于200Mpa,再进行加热、轧制,进一步提高不同金属间粘结力。
Description
技术领域
本发明涉及复合板技术领域,具体为一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法。
背景技术
现有双金属材料喷射复合板材制备主要有以下三种技术:
爆炸复合法是利用炸药爆炸瞬间产生的化学能驱动复合板高速碰撞母材,碰撞点产生的瞬间高压在露出的新鲜的金属表面上形成一层薄层具有塑性变形、熔化、扩散以及波形特征的焊接过度区,从而实现墙固结合的复合坯料;执行加热、轧制、热处理、精整等工艺,形成双金属材料复合板。
真空焊接热机械复合法是利用真空状态下,将不同种金属周边焊接制备成复合坯料,再通过加热、轧制将同种或不同种金属紧密的结合在一起而制成复合板。
浸入式复合是利用母材浸入不同种金属液中,使母材表面附着一层金属,执行加热、轧制、热处理、精整等工艺,形成双金属材料喷射复合板。
爆炸复合材料的界面结合情况对其产品质量影响很大,是判断复合工艺是否合适的重要依据,目前金属复合材料界面金相技术并不十分成熟,不同金属具有相异的物理化学性质,在制备复合材料界面的过程中,结合界面处易形成阶梯。故此爆炸复合材料的制备需要一些特殊的技巧和方法。另外爆炸工序机械化程度低、危险性大,环境适应性差,而且复合坯料板面变形大不平整,很难适应工业化生产。
真空焊接热机械复合由于轧制过程中没有充分的扩散和化学反应,因此复合界面的过渡结构在很多程度是没有完全实现,结合强度任然存在缺陷,不同种金属间复合粘着力差,在弯曲变形时,易发生复合层分离,产品应用范围窄。
浸入式复合工艺参数的要求比较高,如果温度高,则母材底部的熔损大,如果注入的速度过快或过慢,将会增加界面的夹杂。需要按母材形状确定装备结构,复合层厚度变化难度大,安全系数低等原因,不易实现连续化生产,其推广价值不大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法:连续制备方法依次包括有母材选择、母材预处理、喷射金属材料冶炼、喷射复合、轧制、检验而成品入库;其具体工艺步骤为:
第一步,母材选择:根据产品性能和厚度要求,选择合适尺寸的连铸板坯为母材;
第二步,母材预处理:将连铸板坯通过输送辊道送入喷砂装置,通过喷砂装置对连铸板坯表面喷砂处理,清除表面氧化铁皮、油污等异物;
第三步,喷射金属材料冶炼:用中频炉冶炼待喷射金属,通过炉外精炼和真空炉精炼,制备喷射金属液,金属液温度1500℃-1800℃;把金属液大包吊至喷射区大包台架,大包加盖保温;
第四步,喷射复合:将预处理后的连铸板坯输送到喷射室,按1.1m/分钟速度匀速进入喷射区,完成对连铸板坯喷射复合,制备出合坯料,并通过辊道送出;
第五步,冷却:把复合坯料吊至空冷台架,空冷至常温;
第六步,单面复合坯翻面,重复第二步至第四步的工序,完成另一面复合;
第七步,轧制:将上述双面复合后的连铸坯料进行轧制;开轧温度控制在1100~1150℃,轧制后冷却至温度800℃-820℃,进入ACC快冷至550℃;
第八步,检验:产品取样,对产品各项性能进行检测,进行探伤检测。
更进一步的,上述第二步中,在连铸板坯输入喷砂装置前,需要对连铸板坯进行预热:具体地,将上述连铸板坯吊送至输送辊道,送至连续加热炉预热母材至600℃。
更进一步的,上述第二步中,喷砂装置主要清除连铸板坯表面的氧化铁皮和油污。
更进一步的,上述第三步中,冶炼后的金属液温度为1650℃。
更进一步的,上述第四步中,打开大包出水口,金属液通过有氮气保护的水口进入中包;打开氮气控制阀,调节气压为约0.8PMa;打开中包水口,金属液进入喷腔雾化喷射,喷射速度200Kg/分钟。
更进一步的,上述第四步中,预处理后的连铸板坯通过连续性输送辊道输入喷射室,金属液连续喷射后,再次连续性输送辊道输出喷射室,形成连续复合模式。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)喷射复合产品各金属材料之间粘结力大,极大的保证了复合材料的产品质量,拓展了复合材料应用范围。喷射复合材料产品,在喷射复合坯料时,其不同金属材料间粘结力大于200Mpa,再进行加热、轧制,进一步提高不同金属间粘结力。
(2)采用喷射复合、热轧的工艺,可以形成连续生产工艺,极大的提高了产品生产能力,满足产品市场需求。
(3)因采用了先进的喷射复合工艺,极大的丰富了复合材料的钢种及复合层尺寸的要求。
(4)复合成本低,较之于其它复合方法,采用喷射复合方式生产复合坯料,可以大幅度的降低生产成本。
(5)同时复合材料本身具有的优点:作为替代使用产品,除能满足被替代产品自身的产品特性外,还具有复合材料中母材可以具有的一切性能,包括高强度性能等等。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案:
实例一:25mm海洋风电塔筒用双面不锈钢复合用平板
结构:304L不锈钢+Q355E+304L不锈钢,各层厚度1.5mm+22mm+1.5mm
制备工艺步骤:
1)母材制备,根据产品性能和厚度要求,采购材质为Q355E、尺寸规格为250mm*1800mm*3500mm的连铸板坯为母材;
2)母材加热,把Q355E板坯吊至输送辊道,送至连续加热炉预热母材至 600℃左右;
3)母材表面处理,Q355E板坯预热后,通过连续辊道,进入喷砂装置,对母材表面喷砂处理,清除表面氧化铁皮、油污等异物;
4)喷射金属材料冶炼,用中频炉冶炼304L不锈钢,通过炉外精炼和真空炉精炼,制备喷射钢液,钢液温度1650℃左右,把钢液大包吊至喷射区大包台架,大包加盖保温;
5)喷射复合,打开大包出水口,金属液通过有氮气保护的水口进入中包;打开氮气控制阀,调节气压为约0.8PMa;打开中包水口,金属液进入喷腔雾化喷射,根据金属液的温度与粘度,微调气压至最合理状态,喷射速度200Kg/ 分钟;同时预处理母材把母材输送到喷射室,按1.1m/分钟速度匀速进入喷射区,完成对母材表面喷射复合,制备出不锈钢厚度为17mm的复合坯料,通过辊道送出;金属液连续喷射,预热母材不断送人,形成连续复合模式。
6)冷却,把复合坯料吊至空冷台架,空冷至常温;
7)单面复合坯翻面,重复2)-6)工序,完成另一面复合;
8)复合坯加热,复合坯料送人加热炉加热至1250℃-1280℃,均热温度 1200~1230℃;加热时间≥1分/mm,保证板坯透烧。
9)轧制,开轧温度控制在1100~1150℃,按产品性能要求,轧制后凉钢至温度800℃-820℃,进入ACC快冷至约550℃左右,校平空冷,切边;
10)检验,产品取样,对产品各项性能进行检测,进行探伤检测。检验结果如下:
复合板I机械性能
试样在覆层皮下2mm取样,夏比V型10mm×100×55mm试样
复合界面抗剪强度
探伤检测:达到GB/T2970-2004《厚钢板超声波检验方法》标准Ι级。
结论:产品符号T/SSEA0042-2019《热轧不锈钢复合钢板》要求。
11)精整,对产品表面检查清理,按尺寸要求切割;
12)入库,合格品标识、入库。
实例二:3mm双面复合不锈钢热轧卷板
结构:304L不锈钢+Q234B+304L不锈钢,各层厚度0.25mm+2.5mm+0.25mm
制备工艺步骤:
1)母材制备,根据产品性能和厚度要求,采购材质为Q235B、尺寸规格为150mm*1800mm*3500mm的连铸板坯为母材;
2)母材加热,把Q235BE板坯吊至输送辊道,送至连续加热炉预热母材至600℃左右;
3)母材表面处理,Q235B板坯预热后,通过连续辊道,进入喷砂装置,对母材表面喷砂处理,清除表面氧化铁皮、油污等异物;
4)喷射金属材料冶炼,用中频炉冶炼304L不锈钢,通过炉外精炼和真空炉精炼,制备喷射钢液,钢液温度1650℃左右,把钢液大包吊至喷射区大包台架,大包加盖保温;
5)喷射复合,打开大包出水口,金属液通过有氮气保护的水口进入中包;打开氮气控制阀,调节气压为约0.8PMa;打开中包水口,金属液进入喷腔雾化喷射,根据金属液的温度与粘度,微调气压至最合理状态,喷射速度200Kg/ 分钟;同时预处理母材把母材输送到喷射室,按1.8m/分钟速度匀速进入喷射区,完成对母材表面喷射复合,制备出不锈钢厚度为10,2mm的复合坯料,通过辊道送出;金属液连续喷射,预热母材不断送人,形成连续复合模式。
6)冷却,把复合坯料吊至空冷台架,空冷至常温;
7)单面复合坯翻面,重复2)-6)工序,完成另一面复合;
8)复合坯加热,复合坯料送人加热炉加热至1250℃-1280℃,均热温度 1200~1230℃;加热时间≥1分/mm,保证板坯透烧。
9)轧制,开轧温度控制在1100~1150℃,经过初轧、中轧和精轧及ACC 控冷,卷取;
10)检验,产品取样,对产品各项性能进行检测,进行探伤检测。检验结果如下:
探伤检测:达到GB/T2970-2004《厚钢板超声波检验方法》标准Ι级。
结论:产品符号T/SSEA0042-2019《热轧不锈钢复合钢板》要求。
11)入库,合格品标识、入库。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量,由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,其特征在于:连续制备方法依次包括有母材选择、母材预处理、喷射金属材料冶炼、喷射复合、轧制、检验而成品入库;其具体工艺步骤为:
第一步,母材选择:根据产品性能和厚度要求,选择合适尺寸的连铸板坯为母材;
第二步,母材预处理:将连铸板坯通过输送辊道送入喷砂装置,通过喷砂装置对连铸板坯表面喷砂处理,清除表面异物;
第三步,喷射金属材料冶炼:用中频炉冶炼待喷射金属,通过炉外精炼和真空炉精炼,制备喷射金属液,金属液温度1500℃-1800℃;把金属液大包吊至喷射区大包台架,大包加盖保温;
第四步,喷射复合:将预处理后的连铸板坯输送到喷射室,按1.1m/分钟速度匀速进入喷射区,完成对连铸板坯喷射复合,制备出合坯料,并通过辊道送出;
第五步,冷却:把复合坯料吊至空冷台架,空冷至常温;
第六步,单面复合坯翻面,重复第二步至第四步的工序,完成另一面复合;
第七步,轧制:将上述双面复合后的连铸坯料进行轧制;开轧温度控制在1100~1150℃,轧制后冷却至温度800℃-820℃,进入ACC快冷至550℃;
第八步,检验:产品取样,对产品各项性能进行检测,进行探伤检测。
2.根据权利要求1所述的一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,其特征在于:上述第二步中,在连铸板坯输入喷砂装置前,需要对连铸板坯进行预热:具体地,将上述连铸板坯吊送至输送辊道,送至连续加热炉预热母材至600℃。
3.根据权利要求2所述的一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,其特征在于:上述第二步中,喷砂装置主要清除连铸板坯表面的氧化铁皮和油污。
4.根据权利要求1所述的一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,其特征在于:上述第三步中,冶炼后的金属液温度为1650℃。
5.根据权利要求1所述的一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,其特征在于:上述第四步中,打开大包出水口,金属液通过有氮气保护的水口进入中包;打开氮气控制阀,调节气压为约0.8PMa;打开中包水口,金属液进入喷腔雾化喷射,喷射速度200Kg/分钟。
6.根据权利要求5所述的一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法,其特征在于:上述第四步中,预处理后的连铸板坯通过连续性输送辊道输入喷射室,金属液连续喷射后,再次连续性输送辊道输出喷射室,形成连续复合模式。
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CN202210360946.3A CN114686792A (zh) | 2022-04-07 | 2022-04-07 | 一种双金属材料喷射复合板的连续制备方法 |
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EP4368385A1 (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-15 | Foshan Fenghe PSF Technology Limited | Bimetallic composite material billet and preparation method thereof |
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CN104249134A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种复合板带的喷射轧制制备方法 |
CN111822718A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-27 | 鞍钢股份有限公司 | 一种粉末冶金-热轧制备不锈钢复合板的方法 |
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2022
- 2022-04-07 CN CN202210360946.3A patent/CN114686792A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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Title |
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李永军等: "《表面处理技术 涂装技术基础》", 华东理工大学出版社, pages: 289 - 290 * |
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EP4368385A1 (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-15 | Foshan Fenghe PSF Technology Limited | Bimetallic composite material billet and preparation method thereof |
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