一种轧制钛-钢复合板制造方法技术

本发明专利技术提供了一种轧制钛-钢复合板制造方法，通过订单生产转化-基覆板表面处理-组坯-焊坯-抽真空-加热(车底式炉、坑式均热炉或罩式炉)-除鳞-轧制-矫直-分板-精整-产品检验-表面处理-包装-发货等步骤获得高性能复合板。采用复合制坯和抽真空模式，使覆板处于一个密封、无氧环境，最大限度对覆层钢板进行保护，防止其高温氧化。采用在采用车底式炉、坑式均热炉或罩式炉生产，避免推钢式、步进式炉加热温度难以控制的弊端，且温度控制精准度更高，可使钛板始终处于α相区轧制，保证复合及表面质量。创新组坯与加热、轧制工艺，实现高结合强度钛/钢复合板的全轧制制备，实现性能在线控制，避免后续热处理工艺，降低能耗及生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，通过订单生产转化-基覆板表面处理-组坯-焊坯-抽真空-加热(车底式炉、坑式均热炉或罩式炉)-除鳞-轧制-矫直-分板-精整-产品检验-表面处理-包装-发货等步骤获得高性能复合板。采用复合制坯和抽真空模式，使覆板处于一个密封、无氧环境，最大限度对覆层钢板进行保护，防止其高温氧化。采用在采用车底式炉、坑式均热炉或罩式炉生产，避免推钢式、步进式炉加热温度难以控制的弊端，且温度控制精准度更高，可使钛板始终处于α相区轧制，保证复合及表面质量。创新组坯与加热、轧制工艺，实现高结合强度钛/钢复合板的全轧制制备，实现性能在线控制，避免后续热处理工艺，降低能耗及生产成本。【专利说明】一种乳制钛—钢复合板制造方法
本专利技术专利涉及一种轧制金属复合板生产
，更具体的说，它涉及。
技术介绍
金属钛具有强耐腐蚀性，在酸、碱、中性盐水等氧化介质中都有很好的稳定性，优于现有不锈钢和其他有色金属合金，因此，钛被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料及防腐蚀领域，但缺点是成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出。将钛与高强高韧结构钢复合制成层状复合板可以集不同材料的优点于一身，充分发挥不同材料的使用特性其综合力学性能和物理化学性能和价格。与原来的单质材料相比有以下特点:I)降低了金属钛和钢中贵金属元素的使用量，降低设备成本，经济效益显著；2)改善材料的综合力学性能和抗蚀性、耐磨性能，在使用中可以发挥两种材料的各自性能优势；3)钢中合金元素含量降低同时可以提高其焊接性能。由于钛钢复合板材料既能够具有碳钢良好的可焊性成形性导热性及较好的力学性能，又具有各种复层优良的耐腐蚀性能，所以对钛-钢的生产工艺应十分值得研究。 金属复合板的研究最早是由美国于1860年开始的。经过一百多年的发展，金属复合板的生产技术得到不断提高，生产方法也日益增多。日本钛加工材的生产始于1954年，钛钢复合板则始于1962年。那时的生产方法称之为“爆炸复合法”，凭借炸药的爆发能而接合的一种方法。1986年开发了热轧法，厚板轧制法。1990年又开发了连续热轧带卷的生产法，主要是指薄板的生产。金属复合板具有的优良组合性能，在化工、电力、机械等方面得到广泛应用，且需求量在不断增加。 I)爆炸复合法 爆炸复合，属于爆炸焊接法，是用炸药作能源进行金属间焊接和生产金属复合材料的一种很有实用价值的高新技术。这种方法是L.R.Carl在1944年首先提出来的。爆炸复合法既是一项同种，特别是任意异种金属材料焊接的新技术，又是一种任意金属组合的复合材料的生产新工艺，具有重要的技术和经济价值。爆炸焊接最大特点是在一瞬间能将相同的、特别是不同的和任意的金属组合，简单、迅速和强固地焊接在一起。它的最大用途是制造各种组合、各种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多金属复合材料。爆炸复合法其结合强度较高，具有良好的再加工性能，对于熔点相差大的钽与铅、热膨胀系数相差大的钛与碳钢、硬度相差大的铅与钢等均能应用爆炸复合法进行生产，尤其是在结合界面容易生成金属间化合物等双金属的复合，采用通常的复合方法是很困难的，而采用爆炸复合法可以获得性能良好的复合板。爆炸复合法其生产工艺成本低廉，不需要较复杂的设备。而爆炸复合法的不足是安全系数较低，环境污染严重，而且采用爆炸复合方法生产的复合板由于受工艺技术的限制，尺寸有很大的局限性，尤其是覆材厚度尺寸< 2.0mm的大面积双金属复合板，采用爆炸复合的方法很难生产，因此，该方法在生产覆层薄、板面尺寸大的双金属复合板方面缺乏竞争力。 2)爆炸-轧制复合法 爆炸-轧制法，即是在爆炸复合法的基础上，对复合板进行轧制。充分利用了爆炸工艺的优点，同时提高了复合板的表面质量和尺寸精度。一般来说，轧制工艺包括热轧和冷轧两个步骤，热轧主要是为了获得要求的板材厚度，总加工量较大；冷轧主要是为了获得最终精确的板材厚度尺寸和理想的表面，总加工量较小。通过爆炸-轧制复合法，在一定程度上能够弥补单独采用爆炸法的不足，但是其带来的安全以及环境污染问题并没有得到有效解决。 国内对爆炸复合钛钢复合板的研究较多；由于生产条件的限制，对轧制钛钢复合板的生产工艺研究得很少，随着大能力轧钢设备的引进，国内也具有了轧制生产宽幅钛钢复合板的能力。同时，从目前的发展趋势来看，双金属复合板正朝着版面尺寸大型化、更经济(即覆层更薄)的方向发展；生产工艺正朝着更加环保批量生产的方向发展。而采用轧制复合的方法正好可以满足这一要求，可生产薄覆层((2.0mm)、大面积的双金属复合板，更加拓宽了复合板的应用领域。轧制复合的基本原理是将两种表面洁净的金属相互接触，通过加热和塑性变形时原子间高度扩散作用达到连续的冶金结合的复合方法，该工艺主要采用复合制坯、真空轧制复合方式生产金属复合钢板，是目前国际上普遍采用的工艺方法。该工艺技术具有以下优势: 一、由于轧制法生产工艺全程采用机械自动化流水作业，在现代化的厂房内进行，因此可以实现大规模批量生产，不受气候、场地、运输的影响，生产周期短，交货周期有保障。且工艺技术实施过程中无噪声、粉尘、地质灾害等环境不利因素发生，属国际提倡的绿色环保工艺。 二、由于生产工艺过程硬件采用MES信息化过程控制，工艺参数完全按照事先输入的国家标准或行业标准要求执行；软件按照质量管理体系进行全过程质量控制，因此生产的产品性能稳定，不易波动。 三、由于轧制法的轧制工序可以采用灵活多变的纵横展宽轧制模式，如全纵轧、全横轧、纵横轧制等工艺，突破了原材料尺寸的局限，没有原料拼接焊缝，降低质量缺陷，杜绝质量隐患的发生； 但是，由于钛和钢在化学成分和物理性能上存在较大的差异，且钛在高温下易与钢发生反应，生成有害物质，影响复合强度和复合率，单纯的依靠普通轧制工艺很难满足两种不同材料的性能要求。因此，如要实现连续化生产，采用推钢式、步进式等连续化生产炉进行钛-钢复合板加热在工艺上难以把握，如采用箱式电阻加热炉则能耗高、效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术不足，提供。其加工过程包括以下步骤: 1、根据用户所订钛-钢复合板尺寸进行分解，确定所需基层原料和覆层原料材质及规格尺寸，并最终确定复合坯尺寸、轧制尺寸及基覆板采购信息。 2、将合格的基覆板原料裁剪或切割后在待复合面进行打磨，去除待复合面钢板表面的氧化层、油脂等影响复合的有害物质，使待复合面钢板露出新鲜金属。打磨过程可采用手工或机械方式进行。 3、在覆板的非复合面涂刷一层耐高温隔离剂，该隔离剂由金属氧化物超细粉加胶混合组成，该隔离剂在高温下可防止两张非复合面覆板发生复合，最终保证轧制分板后两张单面复合板的生产。 4、烘干炉可以是车底式炉、罩式炉或箱式链式炉等，采用电式加热，如条件允许可在烘干炉内通入惰性气体用以防止覆板烘干时氧化，烘干温度可根据覆板厚度及面积设定在 200 ?700 V ο 5、基板可根据工作环境潮湿度情况进行烘干，烘干温度不低于200°C ;如工作环境潮湿度不大可不必烘干。 6、密封条的高度不大于复合坯内覆板的实测厚度，密封条厚度大于6mm，长度根据覆板的宽度、长度裁剪、切割。 7、将一块打磨合格的基板放置在操作台上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧制钛‑钢复合板制造方法，其特征在于：它采取以下步骤：(1)确定基层原料和覆层原料材质和规格尺寸，覆层原料尺寸小于基层原料尺寸；(2)打磨待复合面；(3)在非复合面涂刷一层耐高温隔离剂；(4)将涂有隔离剂的两张覆板送入烘干炉进行烘干；(5)根据复合坯内覆板尺寸制作密封条；(6)放置基板，焊接密封条；(7)对所有基板、覆板的待复合面进行清理；(8)将烘干后的带有隔离剂的两张覆板对扣，有隔离剂的一面相接触，放置在基板与密封条形成的盒体内，覆板四边与密封条内壁的保持间距不小于3mm；(9)将另一块基板磨削面向下，进行合坯作业，上下两块基板四边要对齐；(10)采用焊坯机(专利号：2674316)对密封条与上下两块基板形成的空间进行焊接；(11)在复合坯轧制方向对角处进行钻孔，一端连接抽真空系统，一端连接真空度测量系统；(12)抽真空后的复合坯采用车底式炉、坑式均热炉或罩式炉加热，加热时间不低于2.5小时，加热温度不大于900℃；(13)出炉后的复合坯经除鳞箱清除复合坯表面氧化皮，经四辊可逆式粗轧机轧制得中间坯；(14)中间坯到达四辊可逆式精轧机，精轧机轧制力不小于5000吨，精轧开轧温度不小于700℃。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯，田保生，张润生，刘福义，宋国栋，万亮，乔松，孙京波，程晓英，金建炳，王勇，
申请(专利权)人：济钢集团有限公司，山东鲍德金属复合板有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37