【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合板加工领域，尤其涉及一种提高镍钢复合板成品率的生产方法。
技术介绍
1、镍基合金具有较高的强度与抗氧化腐蚀能力等优良的综合性能，广泛应用于航空航天、海洋、化工及轨道交通等领域。然而，镍基合金内较高的铬、钼等元素含量显著提高了生产成本，限制了其在上述领域中的应用。采用金属复合材料技术制备镍钢复合板，钢层赋予了板材良好的强度和刚性，镍层则提供了出色的延展性和抗腐蚀性，使得镍钢复合板满足高强度、高韧性、高腐蚀性和低成本的要求，同时节约镍基合金使用，具有很好的经济效益和社会效益。真空轧制法将热轧法与真空电子束焊接技术相结合，复合板界面处于高真空状态，加热过程的界面无氧化，界面结合性能较高，是生产复合金属板的主要方法之一。然而，由于镍基合金与钢材变形抗力不同，轧制复合过程中会出现产品复合层从芯部到边部呈现厚度不均的现象，导致边部镍基合金层较厚，无法满足产品复合层的尺寸要求，需大量切边裁剪报废，镍钢复合板收得率和成品率较低；此外，常规方法制备的镍钢复合板界面处钢层的晶粒粗大，显著大于钢板芯部的晶粒尺寸，降低了复合层的结合力和剪切强度，缩短了镍钢复合板的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，包括钢坯开坯、镍基合金板预制备、复合板组坯、复合板坯轧制及复合板坯分板等步骤；采用多道次大压下对钢坯进行开坯，并利用高压水喷淋降温，抑制产品复合层晶粒的粗化；采用轧制变形代替机加切削制备镍基合金板，降低了生产成本、提高了生产效率；各工序衔接紧密，产
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，包括连铸钢坯开坯处理、镍基合金板预制备、镍钢复合板组坯处理、镍钢复合板坯轧制处理、镍钢复合板坯分板处理。
4、所述的连铸钢坯开坯处理包括如下具体内容：将加热好的连铸钢坯通过辊道运送至高压水除磷机处完成除磷，随后运至粗轧机，采用多道次大压下，压下道次为2～4道次，单道次压下量≥20％，有效破碎并细化钢坯在连铸及加热过程中形成的大尺寸晶粒；待粗轧完成后，利用粗轧机与精轧机间设有的高压水喷淋装置快速降温，冷却速率为10～30℃/s，在去除钢坯表面氧化皮的同时抑制钢坯内晶粒在高温下异常长大。
5、所述的镍基合金板预制备包括如下具体内容：采用配有边部压下大，芯部压下小的型辊轧机对镍基合金板材进行轧制预处理；轧制后的镍基合金板材边部为梯形，从边部向芯部厚度逐渐增大，且沿长度和宽度方向上小于开坯后的钢坯尺寸，轧制后的镍基合金板材的边部厚度为(0.6～0.8)h，h为镍基合金板材轧制目标厚度，所述梯形为直角梯形，梯形高度为(1～4)h。实现了镍基合金板坯在后续真空电子束焊接前的组坯过程无切削或少切削加工，且可选用小尺寸镍基合金经轧制后获得所需尺寸板坯，在提高组坯效率的同时节省昂贵的镍基合金材料，降低了生产成本。
6、所述的镍钢复合板组坯处理包括：将开坯后的钢坯及镍基合金板坯表面进一步打磨削平，去除氧化物及油污等污染物，保证其表面光洁度及平整度；将两块镍基合金板坯表面均匀涂抹上隔离剂合扣在一块，利于复合板坯后续的分板工作，将处理好的镍基合金板坯四边进行真空电子束焊接；将开坯后的钢坯切削加工出凹槽，将焊接好的镍基合金板坯放入钢坯凹槽内，钢坯凹槽切削形状与镍基合金形状相匹配，且切削尺寸略大于镍基合金板坯，便于轧制后复合板的定位及分板工作；采用钢坯-镍基合金板坯-镍基合金板坯-钢坯的组坯方式进行组坯后，送入真空电子束焊接设备中将钢坯四边进行真空电子束焊接作业得到镍钢复合板坯；焊接完成后，检测制备的复合板坯焊接效果是否符合要求。
7、所述的镍钢复合板坯轧制处理包括：将镍钢复合板坯放入加热炉中进行预热处理；随后，将预热好的镍钢复合板坯通过辊道分别经过高压水除磷机和轧机进行除磷和控轧作业；轧制完成后，快速将镍钢复合板坯运送至水冷设备内进行控冷作业，在矫直机处矫直后转入冷床冷却至室温。
8、所述加热炉的预热温度为1200～1300℃，所述控轧作业的终轧温度不低于1000℃；所述控冷作业的返红温度介于650～680℃之间。
9、所述的镍钢复合板坯分板处理包括：采用探伤设备对镍钢复合板坯进行探伤作业，由于组坯过程中钢坯凹槽的切削尺寸略大于镍基合金板坯，因此探伤过程中更容易发现找到镍钢复合板的边界；为防止复合层在分板过程中被破坏，采用等离子切割的方式沿镍钢复合板四边的边界切割，最后通过翻板机获得两块高质量镍钢复合板。
10、所述连铸钢坯的加热温度为1150～1250℃。
11、所述的镍钢复合板为采用370～420mpa级桥梁钢与镍基合金制备的复合板。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
13、1、本专利技术采用多道次大压下对钢坯进行开坯，大幅细化晶粒，并利用粗轧机上改良设有的高压水喷淋装置快速降温，同步实现钢坯表面氧化皮的去除及内部晶粒尺寸的控制，利于复合板坯轧制后产品复合层晶粒的细化，提高产品的综合力学性能。
14、2、本专利技术采用轧制工艺对镍基合金板进行预处理，避免了常规机加制备相同形状板材过程中大量切削加工造成的原材料浪费；对比原尺寸的镍基合金板，采用轧制变形代替机加切削预制备板材，细化了镍基合金板的晶粒组织，且可使用更小尺寸的镍基合金板作为原材料，降低了复合板的生产成本、提高了生产效率。
15、3、利用本专利技术制备的镍钢复合板各工序衔接紧密，产品复合层镍基合金侧厚度沿边部到芯部分布均匀，大幅削弱了轧制后产品镍基合金侧厚度不均的问题，同时减少了镍钢复合板头尾和边部的切割长度，显著提高了镍钢复合板的收得率和成品率；同时，通过控轧控冷工艺即可获得综合性能优良的镍钢复合板，省去了后续的热处理工序，有力于企业节能减排，更易于工业化连续高效生产，实用性强，值得应用及推广。
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1.一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，包括连铸钢坯开坯处理、镍基合金板预制备、镍钢复合板组坯处理、镍钢复合板坯轧制处理、镍钢复合板坯分板处理；所述的连铸钢坯开坯处理包括如下具体内容：将加热好的连铸钢坯高压水除磷，随后运至粗轧机，采用多道次大压下，压下道次为2～4道次，单道次压下量≥20％；待粗轧完成后，利用高压水喷淋快速降温，冷却速率为10～30℃/s；
2.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述的镍钢复合板组坯处理包括：将两块镍基合金板坯表面均匀涂抹上隔离剂合扣在一块，四边进行真空电子束焊接；将开坯后的钢坯切削加工出凹槽，将焊接好的镍基合金板坯放入钢坯凹槽内，钢坯凹槽切削形状与镍基合金形状相匹配，且切削尺寸大于镍基合金板坯，采用钢坯-镍基合金板坯-镍基合金板坯-钢坯的组坯方式进行组坯后，将钢坯四边进行真空电子束焊接作业得到镍钢复合板坯。
3.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述的镍钢复合板坯轧制处理包括：将镍钢复合板坯放入加热炉中进行预热处理；随后经过高压水除磷和控轧作业
4.根据权利要求3所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述加热炉的预热温度为1200～1300℃，所述控轧作业的终轧温度不低于1000℃；所述控冷作业的返红温度介于650～680℃之间。
5.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述的镍钢复合板坯分板处理包括：采用探伤设备对镍钢复合板坯进行探伤作业，找到镍钢复合板的边界；采用等离子切割的方式沿镍钢复合板四边的边界切割，最后通过翻板机获得两块镍钢复合板。
6.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述连铸钢坯的加热温度为1150～1250℃。
7.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述的镍钢复合板为采用370～420MPa级桥梁钢与镍基合金制备的复合板。
...【技术特征摘要】
1.一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，包括连铸钢坯开坯处理、镍基合金板预制备、镍钢复合板组坯处理、镍钢复合板坯轧制处理、镍钢复合板坯分板处理；所述的连铸钢坯开坯处理包括如下具体内容：将加热好的连铸钢坯高压水除磷，随后运至粗轧机，采用多道次大压下，压下道次为2～4道次，单道次压下量≥20％；待粗轧完成后，利用高压水喷淋快速降温，冷却速率为10～30℃/s；
2.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述的镍钢复合板组坯处理包括：将两块镍基合金板坯表面均匀涂抹上隔离剂合扣在一块，四边进行真空电子束焊接；将开坯后的钢坯切削加工出凹槽，将焊接好的镍基合金板坯放入钢坯凹槽内，钢坯凹槽切削形状与镍基合金形状相匹配，且切削尺寸大于镍基合金板坯，采用钢坯-镍基合金板坯-镍基合金板坯-钢坯的组坯方式进行组坯后，将钢坯四边进行真空电子束焊接作业得到镍钢复合板坯。
3.根据权利要求1所述的一种提高镍钢复合板成品率的生产方法，其特征在于，所述的镍钢复合板坯轧制...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨博威，李新玲，刘文月，张坤，姚震，韩旭，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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