CN1915546A - 一种钢铜石墨复合板铸轧复合方法及装置 - Google Patents

一种钢铜石墨复合板铸轧复合方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢铜石墨复合板铸轧复合方法及装置，属于钢铜石墨复合板半固态铸轧复合研究领域，采用钢板与铜石墨半固态浆料进行铸轧复合成形，首先在复合浇嘴内完成钢板与铜石墨半固态浆料之间的扩散，形成复合界面后，经过冷却腔冷却和轧机轧辊铸轧形成钢铜石墨复合板卷带，解决现有钢铜石墨复合板压力复合方法存在的“无法进行卷带复合成形”的技术问题。

Description

一种钢铜石墨复合板铸轧复合方法及装置
技术领域
本发明涉及一种钢铜石墨复合板的半固态铸轧复合方法及装置。
背景技术
文献“杜云慧.钢—半固态铜—石墨压力复合的优化，清华大学学报，2005，45(11)：1464-1467”上，阐述了钢铜石墨复合板的半固态压力复合方法，该方法采用钢板与铜石墨半固态浆料在压力机的作用下进行压力复合，由于该方法的复合过程是在压模内间断进行的，因此，该方法只能进行片状钢铜石墨复合板的复合成形，无法实现钢铜石墨复合板的卷带复合成形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有钢铜石墨复合板压力复合方法“无法进行卷带复合成形”的不足，提供一种能够实现钢铜石墨复合板卷带复合成形的复合方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用钢板与铜石墨半固态浆料进行铸轧复合成形，首先在复合浇嘴内完成钢板与铜石墨半固态浆料之间的扩散，形成复合界面后，经过冷却和轧机轧辊铸轧形成钢铜石墨复合板卷带。
本发明复合方法的具体步骤：
步骤1，将表面经过脱脂、除锈、打毛、浸镀处理的钢板预热至550～650℃；
步骤2，接通复合浇嘴和轧机轧辊的水冷系统，冷却腔的冷却速度为400～500℃/min，轧机轧辊的冷却速度为300～400℃/min；
步骤3，启动轧机，将轧制速度调至并保持在实现“跑轧”速度；
步骤4，浇注铜石墨半固态浆料，进行“跑轧”，铜石墨半固态浆料的固相率为40～50％；
步骤5，“跑轧”1分钟后，降低轧制速度，使复合过程在稳定的铸轧条件下进行，形成钢铜石墨复合板，钢板与铜石墨覆层之间的扩散时间为30～40s，冷却腔的冷却时间为30～40s。
钢铜石墨复合板半固态铸轧复合装置包括：复合浇嘴、轧机及支架。
复合浇嘴采用机械连接方式固定于支架上，其材质为石墨，钢板从复合浇嘴后部的缝隙进入复合浇嘴，复合浇嘴后部的缝隙厚度a为钢板厚度+0.1mm，钢板的上表面与复合浇嘴上盖下表面之间为铜石墨半固态浆料流道，其厚度b为钢铜石墨复合板的铜石墨覆层厚度，铜石墨半固态浆料浇口的下端厚度亦为b；复合浇嘴钢板底下为冷却腔，其后端与铜石墨半固态浆料浇口下端后侧之间的距离为c，c为轧制速度与钢板和铜石墨覆层之间的扩散时间之积，冷却腔二侧设有入水接头和出水接头，与管路、节门、水泵、冷却水池连接，形成复合浇嘴的循环水冷系统，完成钢板与铜石墨半固态浆料的冷却与降温，冷却腔的厚度不限，其长度d为轧制速度与钢板和铜石墨覆层需要冷却的时间之积；复合浇嘴后部缝隙的宽度、铜石墨半固态浆料流道的宽度、铜石墨半固态浆料浇口的宽度、冷却腔的宽度均为钢铜石墨复合板的宽度f；复合浇嘴前端与轧机轧辊呈圆弧接触，其圆弧面与轧机轧辊圆弧面之间的间隙e小于0.5mm。
轧机选用能够提供铸轧复合与复合板平整所需能量的轧机，轧机轧辊为内冷式水冷轧辊，辊套为耐热钢套。
本发明的有益效果是：利用本发明，在钢铜石墨复合板力学性能达到压力复合方法同等水平的基础上，实现了钢铜石墨复合板卷带的复合成形。
附图说明
图1为本发明方法钢铜石墨复合板半固态铸轧复合装置的主视图。
图中，1.复合浇嘴，2.钢板，3.铜石墨半固态浆料，4.冷却腔，5.入水接头，6.出水接头，7.轧机，8.轧机轧辊，9.钢铜石墨复合板，10.支架。
图2为本发明方法钢铜石墨复合板半固态铸轧复合装置的俯视图。
具体实施方式
结合附图对本发明方法复合装置的具体说明如下：
钢铜石墨复合板半固态铸轧复合装置包括：复合浇嘴1、轧机7及支架10。
复合浇嘴1采用机械连接方式固定于支架10上，其材质为石墨，钢板2从复合浇嘴1后部的缝隙进入复合浇嘴1，复合浇嘴后部的缝隙厚度a为钢板厚度+0.1mm，钢板2的上表面与复合浇嘴1上盖下表面之间为铜石墨半固态浆料流道，其厚度b为钢铜石墨复合板9的铜石墨覆层厚度，铜石墨半固态浆料浇口的下端厚度亦为b；复合浇嘴钢板底下为冷却腔4，其后端与铜石墨半固态浆料浇口下端后侧之间的距离为c，c为轧制速度与钢板2和铜石墨覆层之间的扩散时间之积，冷却腔4二侧设有入水接头5和出水接头6，与管路、节门、水泵、冷却水池连接，形成复合浇嘴1的循环水冷系统，完成钢板2与铜石墨半固态浆料3的冷却与降温，冷却腔4的厚度不限，其长度d为轧制速度与钢板2和铜石墨覆层需要冷却的时间之积；复合浇嘴后部缝隙的宽度、铜石墨半固态浆料流道的宽度、铜石墨半固态浆料浇口的宽度、冷却腔4的宽度均为钢铜石墨复合板9的宽度f；复合浇嘴前端与轧机轧辊8呈圆弧接触，其圆弧面与轧机轧辊8圆弧面之间的间隙e小于0.5mm。
轧机7选用能够提供铸轧复合与复合板平整所需能量的轧机，轧机轧辊8为内冷式水冷轧辊，辊套为耐热钢套。
本发明复合方法的具体步骤如下：
实施方式一
步骤1，将表面经过脱脂、除锈、打毛、浸镀处理的钢板预热至550℃，钢板厚度为1.2mm；
步骤2，接通复合浇嘴和轧机轧辊的水冷系统，冷却腔的冷却速度为400℃/min，轧机轧辊的冷却速度为300℃/min，轧机轧辊直径为320mm；
步骤3，启动轧机，将轧制速度调至并保持在实现“跑轧”速度；
步骤4，浇注固相率为40％的钛青铜3.5-3.5石墨半固态浆料，进行“跑轧”，铜石墨半固态浆料流道的厚度b为1.3mm；
步骤5，“跑轧”1分钟后，降低轧制速度，使钢板与钛青铜3.5-3.5石墨覆层之间能够在进行40s扩散后，再经过冷却腔的40s冷却，最后经过轧机轧辊铸轧形成界面剪切强度为125MPa的钢钛青铜3.5-3.5石墨复合板。
实施方式二
与实施方式一的区别为：钢板预热温度为600℃、钛青铜3.5-4石墨半固态浆料固相率为45％、钢板与钛青铜3.5-4石墨覆层之间的扩散时间为35s、冷却腔的冷却速度为450℃/min、冷却时间为35s、轧机轧辊的冷却速度为350℃/min，得到的钢钛青铜3.5-4石墨复合板的界面剪切强度为128MPa。
实施方式三
与实施方式一的区别为：钢板预热温度为650℃、钛青铜3.5-5石墨半固态浆料固相率为50％、钢板与钛青铜3.5-5石墨覆层之间的扩散时间为30s、冷却腔的冷却速度为500℃/min、冷却时间为30s、轧机轧辊的冷却速度为400℃/min，得到的钢钛青铜3.5-5石墨复合板的界面剪切强度为126MPa。

Claims (3)

1.一种钢铜石墨复合板铸轧复合方法，其特征在于，采用钢板与铜石墨半固态浆料进行铸轧复合成形，具体步骤如下：
步骤1，将表面经过脱脂、除锈、打毛、浸镀处理的钢板预热至550～650℃；
步骤2，接通复合浇嘴和轧机轧辊的水冷系统，冷却腔的冷却速度为400～500℃/min，轧机轧辊的冷却速度为300～400℃/min；
步骤3，启动轧机，将轧制速度调至并保持在实现“跑轧”速度；
步骤4，浇注铜石墨半固态浆料，进行“跑轧”，铜石墨半固态浆料的固相率为40～50％；
步骤5，“跑轧”后，降低轧制速度，使复合过程在稳定的铸轧条件下进行，形成钢铜石墨复合板。
2.根据权利要求1所述的一种钢铜石墨复合板铸轧复合方法，其特征在于，“跑轧”时间为1分钟，钢板与铜石墨覆层之间的扩散时间为30～40s，冷却腔的冷却时间为30～40s。
3.一种钢铜石墨复合板铸轧复合装置，该装置包括：复合浇嘴(1)、轧机(7)及支架(10)；轧机轧辊(8)为内冷式水冷轧辊，辊套为耐热钢套；其特征在于：
复合浇嘴(1)采用机械连接方式固定于支架(10)上，其材质为石墨，钢板(2)从复合浇嘴(1)后部的缝隙进入复合浇嘴(1)，复合浇嘴后部的缝隙厚度a为钢板厚度+0.1mm，钢板(2)的上表面与复合浇嘴(1)上盖下表面之间为铜石墨半固态浆料流道，其厚度b为钢铜石墨复合板(9)的铜石墨覆层厚度，铜石墨半固态浆料浇口的下端厚度亦为b；复合浇嘴钢板底下为冷却腔(4)，其后端与铜石墨半固态浆料浇口下端后侧之间的距离为c，c为轧制速度与钢板(2)和铜石墨覆层之间的扩散时间之积，冷却腔(4)二侧设有入水接头(5)和出水接头(6)，与管路、节门、水泵、冷却水池连接，形成复合浇嘴(1)的循环水冷系统，完成钢板(2)与铜石墨半固态浆料(3)的冷却与降温，冷却腔(4)的厚度不限，其长度d为轧制速度与钢板(2)和铜石墨覆层需要冷却的时间之积；复合浇嘴后部缝隙的宽度、铜石墨半固态浆料流道的宽度、铜石墨半固态浆料浇口的宽度、冷却腔(4)的宽度均为钢铜石墨复合板(9)的宽度f；复合浇嘴前端与轧机轧辊(8)呈圆弧接触，其圆弧面与轧机轧辊(8)圆弧面之间的间隙e小于0.5mm。
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