CN103817149A - 钛钢复合板的叠轧生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛钢复合板的叠轧生产方法,其技术要点是,包括以下步骤:1)剪裁钢板、钛板、纯铁板打磨后备用;2)将步骤1)中的材料组成复合板坯,涂抹隔离剂,外部设置封闭环;脱气孔处焊接导管,检查气密性;3)将其中一个导管与真空泵相连,另一个导管上安装真空热偶,抽真空,封闭导管后;4)将复合板加热保温,热轧压延复合,三次轧制;5)重复步骤4),直至得到理想的尺寸;6)加热至720~780℃并保温1~3h,扩散退火;7)除掉扩散退火压延复合板表面的氧化层,冷轧压光;8)再次加热保温,扩散退火;9)修整熔封边缘得成品。本发明的方法不受季节影响,无环境污染,生产规模与产品规格可控。并且避免了连续热轧制造方法只能制造薄板的局限性。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛钢复合板的叠轧生产方法。
背景技术
钛是一种银白色的过渡金属,其特征为重量轻、强度高、具金属光泽,亦有良好的抗腐蚀能力(包括海水、王水及氯气)。由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱,以及高强度、低密度,被誉为“太空金属”。但其使用成本较高,尤其是作为结构部件时问题尤为突出。为降低使用成本,通常将其制成钛钢复合板。不但具有钛的耐蚀性,而且具有普通钢板的强度,大幅降低了使用成本。
钛钢复合板的制造方法主要包括填充金属钢锭轧制法、***复合法、轧制压接法、堆焊法等,工业上常采用***复合法或轧制压接法。其中,轧制压接法又包括厚板轧制法与连续热轧法。***复合法通常是在常温下进行的,对环境污染过高,不利于环保。轧制压接法是将板组装、加热轧制。***复合法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为厚板,连续热轧法制造的钛钢复合薄板,主要用作海洋钢构造物的衬里。综上所述,现有技术中的钛钢复合板的生产方法无法同时满足环境污染小、生产规格与产品规格可控等特点,因此需要对现有的生产工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛钢复合板的叠轧生产方法,从根本上解决了上述问题。
本发明的目的是这样实现的:该钛钢复合板的叠轧生产方法,包括以下步骤:
1)剪裁钢板、钛板、纯铁板打磨后备用,配制隔离剂备用;
2)由上自下依次放置钢板、纯铁板、钛板、钛板、纯铁板、钢板构成复合板坯,并在中间两块钛板之间涂抹隔离剂,在各板的接合处外部设置带有脱气孔的封闭环;在脱气孔处焊接导管,其中一个导管与充气泵相连,另一个导管与压力表相连,0.2MPa下检查气密性,若无问题则卸下充气泵与压力表;
3)将其中一个导管与真空泵相连,另一个导管上安装真空热偶,抽真空至真空度<5Pa;将导管封闭后,卸下真空泵与真空热偶;
4)将复合板加热至820℃并保温20min,用热轧机压延复合,累积下压量98%,三次轧制,得到变形率>80%的压延复合板;
5)重复步骤4),直至得到理想的尺寸;
6)加热至720~780℃并保温1~3h,在空气或惰性气氛中扩散退火;
7)用喷砂法除掉扩散退火压延复合板表面的氧化层;用冷轧机冷轧压光,冷轧变形率<10%;
8)再次加热至650~680℃并保温1h,在空气中扩散退火;
9)修整熔封边缘,得到两块钛钢复合板成品。
所述导管由低碳钢或不锈钢制成。
所述步骤4)在惰性气氛中加热。
所述步骤1)中,打磨面采用真空气氛保护。
所述隔离剂为氧化镁粉末或重量份数比为1:0.6~1.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。
所述钛板与钢板的厚度比为1~1.5:10。
本发明具有的优点及积极的技术效果是:采用本发明的方法,既克服了传统***法环境污染大,受天气制约明显的弊端,又避免了传统连续热轧法制造规格的局限性(只能制造薄板)。生产规模与产品规格可控,复合板的基层、覆层完全不受限制。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
附图标记说明:1基板、2封闭环、3过渡层、4覆板、5隔离剂、6脱气孔。
图1为本发明的复合板坯层状结构示意图;
图2为脱气孔位置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
根据图1~2详细阐述本发明的复合板坯结构及生产方法。该钛钢复合板的叠轧生产方法包括以下步骤:选料-表面处理-组坯(封焊周边-镶焊导管-气密性检查-抽真空)-板坯加热-轧制(热轧)-热处理扩散焊-净化表面-矫平-退火-切边。
主要涉及以下设备:剪板机、打磨机、热轧机、加热炉、酸碱洗涤槽、充气泵、液压机、氩弧焊机、真空泵、燃烧器。
具体说包括以下步骤:
1)选择覆板4(本发明的钛板)、基板1(本发明的钢板)、过渡层3(本发明的纯铁板)的板材。在剪板机上按照工艺尺寸剪裁钢板、钛板、纯铁板,使用打磨机对待结合面进行打磨,钛表面采用钢丝轮打磨,钢板表面采用砂轮打磨,要求表面光洁无污物,呈现清新金属面。打磨后置于真空气氛保护备用,配制隔离剂备用。真空气氛解决了加热过程中复合层面脱气过程或加热过程易氧化、干燥等问题。钛板与钢板的厚度比为1:10,隔离剂为氧化镁粉末。钢板优选Q235,板面平整、无缺欠、无磕碰、无过度氧化。钛板优选TA1,板面无缺欠、无磕碰。
2)由上自下依次放置钢板、纯铁板、钛板、钛板、纯铁板、钢板构成复合板坯,并在中间两块钛板之间涂抹隔离剂5,在各板的接合处外部设置带有脱气孔6的封闭环2。过渡层优选为0.4mm厚的纯铁板。在脱气孔6处焊接由低碳钢或不锈钢制成的两个导管,每个导管上安装排气阀,脱气孔通常设置在复合板轧制方向的另一端。一个排气阀的排气口连接到压缩空气接口,另一个排气阀口接入压力表。0.2MPa下检查气密性,周边焊接的隔离板各处焊缝若无泄露,从排气阀上卸下压力表,卸下充气泵与压力表。
3)一个(或多个)排气阀接到真空泵,另一个排气阀接上真空热偶。开启真空泵,将周边焊接的隔离板内腔的空气排出。抽真空至真空度<5Pa,关闭排气阀保压。在1h内能够保持真空度8Pa时,将联通热偶的阀门关闭。用液压钳捏合封闭导管,确保封闭可靠,卸下真空泵与真空热偶。加热、用液压钳捏合开口处,封焊并加热导管,使导管紧贴板壁以防止搬运时发生碰撞。为了防止操作时磕碰,需要加防护罩保护导管。
4)在惰性气氛(氮气或氦气)中,将复合板加热至820℃并保温20min,用两辊或四辊热轧机压延复合,累积下压量98%,三次轧制,得到变形率>80%的压延复合板。惰性气氛中,避免了复合板坯表面的氧化。
5)重复步骤4),直至得到理想的尺寸。
6)加热至720~780℃并保温1~3h,在空气或惰性气氛中扩散退火,以消除凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析,使成分和组织均匀化,得到扩散退火压延复合板。
7)用喷砂法除掉扩散退火压延复合板表面的氧化层,得到净面压延复合板。净面压延复合板用两辊或四辊冷轧机冷轧压光,冷轧变形率<10%,得到冷轧压延复合板。
8)将冷轧压延复合板加热至650~680℃并保温1h,在空气中扩散退火,以消除应力、细化晶粒、消除过热缺陷,得到除应力压延复合板。
9)剪掉除应力压延复合板的熔封周边,得到两块压延复合钛钢复合板终产品。
实施例2
钛板与钢板的厚度比1.5:10;隔离剂为重量份数比为1.0:0.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。其他步骤同实施例1。
实施例3
钛板与钢板的厚度比为1.2:10;隔离剂为重量份数比为1.0:1.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。其他步骤同实施例1。
实施例4
钛板与钢板的厚度比为1.4:10;隔离剂为重量份数比为1:1的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。其他步骤同实施例1。
Claims (6)
1.一种钛钢复合板的叠轧生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)剪裁钢板、钛板、纯铁板打磨后备用,配制隔离剂备用;
2)由上自下依次放置钢板、纯铁板、钛板、钛板、纯铁板、钢板构成复合板坯,并在中间两块钛板之间涂抹隔离剂,在各板的接合处外部设置带有脱气孔的封闭环;在脱气孔处焊接导管,其中一个导管与充气泵相连,另一个导管与压力表相连,0.2MPa下检查气密性,若无问题则卸下充气泵与压力表;
3)将其中一个导管与真空泵相连,另一个导管上安装真空热偶,抽真空至真空度<5Pa;将导管封闭后,卸下真空泵与真空热偶;
4)将复合板加热至820℃并保温20min,用热轧机压延复合,累积下压量98%,三次轧制,得到变形率>80%的压延复合板;
5)重复步骤4),直至得到理想的尺寸;
6)加热至720~780℃并保温1~3h,在空气或惰性气氛中扩散退火;
7)用喷砂法除掉扩散退火压延复合板表面的氧化层;用冷轧机冷轧压光,冷轧变形率<10%;
8)再次加热至650~680℃并保温1h,在空气中扩散退火;
9)修整熔封边缘,得到两块钛钢复合板成品。
2. 根据权利要求1所述的钛钢复合板的叠轧生产方法,其特征在于:所述导管由低碳钢或不锈钢制成。
3. 根据权利要求1所述的钛钢复合板的叠轧生产方法,其特征在于:所述步骤4)在惰性气氛中加热。
4. 根据权利要求1所述的钛钢复合板的叠轧生产方法,其特征在于:所述步骤1)中,打磨面采用真空气氛保护。
5. 根据权利要求1所述的钛钢复合板的叠轧生产方法,其特征在于:所述隔离剂为氧化镁粉末或重量份数比为1:0.6~1.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。
6. 根据权利要求1所述的钛钢复合板的叠轧生产方法,其特征在于:所述钛板与钢板的厚度比为1~1.5:10。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140528 |