CN1669687A - 采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法，属于金属复合板的生产技术领域，它包括下述步骤：确定基层板和复层板尺寸→表面处理→组坯→抽真空→热轧→精整分离。本发明的方法可以利用现有的中型热轧机直接生产性能优良的金属复合板，金属复合板的机械性能、防腐蚀性能和再加工性能都十分优良，二层金属之间的结合强度高，其剪切强度可达210MPa～350MPa，与现有技术相比具有设备投资小、经济效益和社会效益巨大的优点，可广泛应用在金属复合钢板、卷板的生产。

Description

采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法

技术领域

本发明涉及金属复合板的制造技术，特别是指一种采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法。

背景技术

金属复合钢板、复合卷板的应用主要基于经济性和节约资源的目的，以及在各种设备上的特殊用途。例如，要求具备抗腐蚀能力的压力容器板，以采用不锈钢板制造比较合理，但成本高，如果采用普通碳素钢板与不锈钢板复合制得的复合板制造同样的压力容器板，不锈钢板的厚度仅整体厚度的2～10％，这样不仅满足了容器的抗腐蚀性能和足够高的强度，而且也大大的降低了成本。另外，某些具有优异耐热、耐腐蚀及导电、导热性能的金属材料，如铜、锰、钛或铬等，存在资源稀缺的问题，若采用双层或多层复合板，不但有利于节省资源，也能满足很多工程中的特殊需要。

目前，金属复合板的生产主要是采用爆破法制造，存在的缺点是：基层金属和复层金属之间的结合面为物理结合，其结合强度低，因而复合板的后加工性能差，不能进行弯、折、焊、压等加工。中国专利一种金属复合钎料(专利号ZL94108021.7)公开了一种金属复合用钎料配方，在此基础上，本申请的发明人提出了利用该钎料配方生产金属复合板的方法，但存在专用设备多、设备投入大、不能在普通的中型轧机生产复合板等不足，经发明人多年努力，开发出利用该钎料生产金属复合板的新方法，其方法的实质是通过生产钎焊金属复合板坯然后通过普通的中型轧机轧制各种规格的金属复合板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以利用普通轧机生产线轧制多种规格的金属复合板、投资成本低，效益巨大的一种采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法。

本发明的目的是通过下述的技术方案予以实现：一种采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法，包括下述步骤：(1)根据产品要求确定基层金属板、复层金属板的外形尺寸；(2)清理基层金属板、复层金属板的待复合表面；(3)组坯：将两块复层金属重叠放置在两块基层金属板之间，并在基层金属板和复层金属板之间放置钎焊料，在两块复层金属板之间防止高温防粘剂，在压力下于两层复层板周边的两层基层金属板之间焊接分隔板，并将分隔板外侧的两层基层金属板边缘连续焊接后将复层金属板密封；(4)钻孔抽真空；(5)将抽真空后的复合坯在轧机上于900～1150℃热轧成型；(6)精整后切边分离即得复合板。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法中所述的基层金属板是碳素钢板、合金钢板中的一种，所述的复层金属板是不锈钢板、铜板、钛板或铝板中的一种。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法中步骤(3)中所述的钎焊料为箔料、镀料或粉料，分别采用贴、喷或刷的方式上料，厚度为1～10微米。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法中步骤(3)中所述的高温防粘剂采用可耐1400～1500℃温度的高纯度金属氧化物超细粉。如采用经济实用的轻质氧化镁超细粉。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法中步骤(3)的组坯压力不小于150T/M²。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法中步骤(3)在组坯焊接时应在分隔板与复层金属板周边留出5～10mm的复层金属板延展间隙。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法步骤(3)中两层基层板边缘连续焊接密封的焊缝深度≥25mm，以保证热轧时复合坯的强度，防止出现分层。

上述采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法中步骤(4)的抽真空条件为：400℃±10℃保温30分钟，持续抽真空保持在1×10^-2Pa～1×10^-3Pa。

本发明的方法可以利用现有的中型热轧机直接生产性能优良的金属复合板，金属复合板的机械性能、防腐蚀性能和再加工性能都十分优良，二层金属之间的结合强度高，其剪切强度可达210MPa～350MPa，与现有技术相比具有设备投资小、经济效益和社会效益巨大的优点，可广泛应用在金属复合钢板、卷板的生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本发明的工艺流程示意图；

图2是本发明的复合坯结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法，其工艺流程为：确定基层板和复层板尺寸→表面处理→组坯→抽真空→热轧→精整分离，下面对各工序详述如下：

(1)确定基层板和复层板尺寸：复合坯基层板1的长宽即为复合坯的长宽，复层板2的长宽由基层板1对应长宽减去根据需留取的焊接厚度、分隔板3厚度和复层板2延展间隙占用的空间尺寸后得出(见图2)。

(2)表面处理：对复合坯的基层板1的待复合表面一般要用机械研磨的方式除铁锈，并使其表面平整，采用现有技术中的车、铣、铇、磨技术均可以实现，组坯前也要用溶剂或氢氧化钠除油，除污；对复合坯的复层板2待复合表面可用抛磨或砂轮，砂纸打磨掉氧化层后再经过化学除油、酸洗、烘干后备用。

(3)组坯：组坯一般根据复合坯尺寸在300T～2000T压力机的平台上进行，应保证组坯压力不低于150T/M²，组坯时将表面处理合格的基层板1、复层板2、钎焊料4、防粘剂5按图2中顺序排列压紧、焊接、紧固；钎焊料4可以是箔料或镀料或刷料，相应的采用贴、喷、刷的方式上料，厚度为1～10微米；防粘剂5的作用是便于轧制后的复合板能够有效分离成两块或两卷，防粘剂5一般采用可耐1400℃-1500℃高温的高纯度金属氧化物超细粉，如轻质氧化镁超细粉；焊接工序用气体保护焊、埋弧焊或其他焊接方式满焊。

(4)抽真空：在焊接好的复合坯一端钻一个Φ12mm的小孔，一定要钻透焊接体和分隔板3使能抽走复合体内的气体，然后将复合坯或多块复合坯的组合接至真空泵送入加热炉中加热至400℃±10℃保温30分钟，持续抽空保持在1×10Pa^-2～1×10^-3Pa左右。

(5)热轧：将已抽真空的复合坯，在加热炉内加热至900～1150℃，使用不同轧制力的二辊、三辊、四辊中板或中型轧机生产线、热连轧带钢或卷板轧机生产线，轧制成所需要的金属复合板。

(6)精整分离：将轧制后金属复合板经过绞直、横剪、纵剪及利用翻板机分离形成两块复合钢板产品。而复合卷板在轧制并收卷后再通过常规一套分条设备切边后分成两卷。

采用本发明的方法视轧机轧制力、轧制宽度的不同通常可生产厚3mm～50mm，宽1000mm～4000mm的复合钢板，以及厚1mm～10mm宽230mm～4000mm复合带钢和卷板。根据上述制造方法和原理，复合板可以单面复合也可以双面或多面复合。

实施例1

制造宽1400mm×厚200mm×长9000mm复合坯三块用卷板轧机分别生产厚3mm、4mm、5mm宽1500mm碳钢与不锈钢复合的热卷板，其中复层不锈钢厚分别为0.5mm、0.8mm、0.8mm。

参阅图2中所示，首先选六块基层Q235碳钢板，六块复层304不锈钢板以制作三块复合坯，每块复合坯总厚是200mm。由于是两块基层板，两块复层板分别组成一套，所以每套板的厚并应该是200/2＝100mm，其中：

1.3mm板，不锈钢厚度为0.5mm，其比例为0.5/3＝1/6，不锈钢的厚度：100×1/6＝16.7mm选17mm厚不锈钢板，普碳钢83mm。

2.4mm板，不锈钢厚度为0.8mm，其比例为0.8/4＝1/5，不锈钢的厚度：100×1/5＝20mm，普碳钢为80mm。

3.5mm板，不锈钢厚度为0.8mm，其比例为0.8/5＝16/100，不锈钢的厚度：100×16/100＝16mm，普碳钢为84mm。

综合上述：六块Q235普碳钢板为：1400mm×83mm×9000mm两块、1400mm×80mm×9000mm两块、1400mm×84mm×9000mm两块；在这里基层板的长宽即为复合坯的长宽，复层板的长宽由基层板对应尺寸减去需留取焊接厚度、分隔板厚度和复层板的延展间隙占用的空间尺寸后得出，上述的复合坯中分隔板采用5mmQ235碳钢板，宽度方向的延展间隙采用5mm，并留25mm的焊接位置，长度方向的延展间隙采用10mm，并留50mm的焊接位置，得到六块304不锈钢板为：1330mm×17mm×8870mm两块、1330mm×20mm×8870mm两块、1330mm×16mm×8870mm两块。

分别将上述的三组板的待复合面进行除锈、清污处理，然后在2000T压机平台上进行按图2中所示进行组坯，并在基层碳钢板与复层不锈钢板之间放置5微米的钎焊料箔，在两层复层不锈钢板之间放置轻质氧化镁超细粉，然后焊接分隔板后，将分隔板外侧的留出的两层基层金属板边缘焊接位置连续满焊焊接后将复层金属板密封；在焊接好的复合坯一端钻一个Φ12mm的小孔，将三组复合坯组合接至真空泵送入加热炉中加热至400℃±10℃保温30分钟，持续抽空保持在1×10^-3Pa左右，分别封闭抽真空口，然后分别将三块1400mm×200mm×9000mm复合坯通过加热炉加热1150℃经连续热轧机热轧成型成6mm、8mm和10mm后的卷板，最后利用传统的分条设备切边后分成两卷得到总厚3mm(0.5+2.5)、总长约560M的复合卷板，总厚4mm(0.5+3.5)、总长约420M的复合卷板和总厚5mm(0.8+4.2)、总长约336M的复合卷板。

实施例2

制造宽1050mm×厚150mm×长2000mm复合坯三块用中板轧机分别生产厚6mm、8mm、20mm宽2000mm碳钢与不锈钢复合板，其中复层不锈钢厚均为1mm。

参阅图2中所示，首先选六块基层Q235碳钢板，六块复层304不锈钢板以制作三块复合坯，每块复合坯总厚是150mm。由于是两块基层板，两块复层板分别组成一套，所以每套板的厚并应该是150/2＝75mm，其中：

1.6mm板，不锈钢厚度为1mm，其比例为1/6，不锈钢的厚度：75×1/6＝12.5mm选13mm厚不锈钢板，普碳钢62mm。

2.8mm板，不锈钢厚度为1mm，其比例为1/8，不锈钢的厚度：75×1/8＝9.4mm选10mm厚不锈钢板，普碳钢为65mm。

3.20mm板，不锈钢厚度为1mm，其比例为1/20，不锈钢的厚度：75×1/20＝3.75mm选4mm厚不锈钢板，普碳钢为71mm。

综合上述：六块Q235普碳钢板为：1050mm×62mm×2000mm两块、1050mm×65mm×2000mm两块、1050mm×71mm×2000mm两块；在这里基层板的长宽即为复合坯的长宽，复层板的长宽由基层板对应尺寸减去需留取焊接厚度、分隔板厚度和复层板延展间隙占用的空间尺寸后得出，上述的复合坯中分隔板采用5mmQ235碳钢板，宽度方向的延展间隙采用5mm，并留25mm的焊接位置，长度方向的延展间隙采用10mm，并留25mm的焊接位置，得到六块304不锈钢板为：980mm×13mm×1920mm两块、980mm×10mm×1920mm两块、980mm×4mm×1920mm两块。

分别将上述的三组板的待复合面进行除锈、清污处理，然后在500T压机平台上进行按图2中所示进行组坯，并在基层碳钢板与复层不锈钢板之间放置5微米的钎焊料箔，在两层复层不锈钢板之间放置轻质氧化镁超细粉，然后焊接分隔板后，将分隔板外侧的留出的两层基层金属板边缘焊接位置连续满焊焊接后将复层金属板密封；在焊接好的复合坯一端钻一个Φ12mm的小孔，将三组复合坯组合接至真空泵送入加热炉中加热至400℃±10℃保温30分钟，持续抽空保持在1×10^-2Pa左右，分别封闭抽真空口，然后分别将三块1050mm×150mm×2000mm复合坯通过加热炉加热1050℃经中板轧机热轧成型成12mm、16mm和40mm厚的复合钢板，最后分别经过绞直、横剪、纵剪及翻板机分离形成同一厚度的两块复合钢板，得到总厚6mm(1+5)、总长约26M的复合钢板，总厚8mm(1+7)、总长约20M的复合钢板和总厚20mm(1+19)、总长约8M的复合钢板。

Claims (9)

1.一种采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法，其特征包括下述步骤：(1)根据产品要求确定基层金属板、复层金属板的外形尺寸；(2)清理基层金属板、复层金属板的待复合表面；(3)组坯：将两块复层金属重叠放置在两块基层金属板之间，并在基层金属板和复层金属板之间放置钎焊料，在两块复层金属板之间防止高温防粘剂，在压力下于两层复层板周边的两层基层金属板之间焊接分隔板，并将分隔板外侧的两层基层金属板边缘连续焊接后将复层金属板密封；(4)钻孔抽真空；(5)将抽真空后的复合坯在轧机上于900～1150℃热轧成型；(6)精整后切边分离即得复合板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的基层金属板是碳素钢板、合金钢板中的一种，所述的复层金属板是不锈钢板、铜板、钛板或铝板中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中所述的钎焊料为箔料、镀料或粉料中的一种，分别采用贴、喷或刷的方式上料，厚度为1～10微米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中所述的高温防粘剂采用可耐1400～1500℃温度的高纯度金属氧化物超细粉。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述的高温防粘剂采用轻质氧化镁超细粉。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中的组坯压力不小于150T/M²。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中组坯时应在分隔板与复层金属板周边留出5～10mm的复层金属板延展间隙。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中两层基层板边缘连续焊接密封的焊缝深度≥25mm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(4)的抽真空条件为：400℃±10℃保温30分钟，持续抽真空保持在1×10^-2Pa～1×10^-3Pa。

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