CN108176715A - 嵌入式复合板制坯方法 - Google Patents

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Abstract

一种嵌入式复合板制坯方法，步骤：1)预处理:选取两块相同的基板，在基板四周分别铣出相互配合的凸台，基板中间加工为矩形槽并将其底部加工成特定形状，对矩形槽内侧进行倒角处理；2)复合制坯：清洁处理后，在真空室中，对凹模表面均匀喷涂夹层并进行干燥处理；浇注液态316L复材直至与凹模上表面相平；冷却凝固后，铣去复材毛坯表面；在复材表面均匀喷涂隔离剂，完成后将两块基板相对嵌合装配并对四周接缝进行焊接处理；3)轧制复合：将坯料送入轧机进行轧制。本发明不但可以防止基板与复板在轧制过程中增碳，避免产生滑移，出现分层或者裂痕，影响轧制效果，而且增大轧制接触面积，使界面结合强度更大，并且还适合工厂化大批量生产。

Description

嵌入式复合板制坯方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料制坯方法。
背景技术
随着当代科学技术的迅猛发展，各个行业为了生产出高质量、低成本的产品，对材料的性能，不断提出更深层次的要求。其中，金属板材的使用在各个行业都占有很大的比重，然而，单一的金属板材已经不能满足行业的要求，这使得研究新型复合板材成为了当前一项重要的研究课题。
EH40高强度船板钢具有较高的应力强度，良好的低温冲击韧性以及延伸性能，同时又具有一定的抗腐蚀能力。316L不锈钢具有优秀的耐腐蚀性，抗蠕变性，加工硬化性以及耐高温性。由于金属复合材料技术可以发挥组元材料各自的优势，实现材料的最优配置，那么，将EH40高强度船板钢与316L不锈钢加工成一种新型的复合板材，使其具有较高的应力强度以及耐腐蚀性，在船舶，化工以及高卤素离子环境行业具有广阔的应用前景。
现如今金属复合板的制作，大多数采用直接轧制的方法，虽然直接轧制具有成本低，效率高等优点，但由于技术设备等一系列问题，所制作出来的复合板通常具有界面结合强度不高，轧制方向复合界面厚度不均等现象，影响复合板性能。
授权公开号为CN 105149350 B的专利，《轧制制备大波纹结合面金属复合板生产工艺》，采用大波纹结合面金属复合板工艺，虽然一定程度上增加了基板与复板的接触面积，但其只在一个方向上增大了接触面积，在与之垂直的方向反而增大了金属的流动性，不利于金属复合。授权公开号为CN 103736728 B的专利，《一种轧制金属复合板带的方法》，采用波纹啮合面复合基板与复板，其截面形状为圆弧形，椭圆形，正弦波形，三角形，梯形或者矩形，此种方式除了具有上一专利所具有的缺点外，还会产生应力集中现象，影响复合板轧制性能。
综上所述，现如今嵌入式复合板组坯关键在于增大基板与复板接触面积以及接触表面间的摩擦力，减少或者避免应力集中现象，提高复合板轧制性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效地改善轧制方向复合界面厚度不均的现象，增强界面结合强度并提升复合板整体性能的嵌入式复合板制坯方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现，具体如下：
1)预处理：首先选取两块相同的基板，在两基板四周分别铣出相互配合的凸台，最好宽度为10mm，深度为5mm，基板中间加工为矩形槽，最好矩形槽的边距基板边缘约为20mm，最好对矩形槽内侧进行倒角处理，即对矩形槽内侧整体倒斜角，斜度为1:1～1:10；最好将矩形槽底部加工成特定形状，即为均匀分布的丘陵状凸台或凹槽。
2)复合板制坯：清洁两基板表面，在真空室内，对矩形槽底部均匀喷涂夹层并进行干燥处理，所述的夹层成分为铌粉,厚度范围为0.3～0.8mm；浇注液态316L不锈钢复材，直至与矩形槽上表面相平，待冷却凝固后，铣去复材毛坯表面；在真空室内对两复材表面均匀喷涂隔离剂，隔离剂为Mg，MgSO4与H2O的混合物，并且它们的质量比为4:13:5，完成后将两块坯料相对嵌合装配，形成机械式嵌合，并对四周接缝进行焊接处理；即两块坯料的固联方式采用嵌合+焊接的方式，所述的嵌合方式指将两块坯料相对嵌合装配，所述的焊接方式指对坯料四周接缝进行焊接处理。
3)轧制复合：经检验合格后，将坯料送入轧机进行轧制。
本发明与现有技术相比具有如下优点：将两基板加工成指定形状，接触面形成机械嵌合，并在四周接缝处进行焊接处理，此种形式可使联接更为紧密，避免产生滑移，出现分层或者裂痕，影响轧制效果，而且增大轧制接触面积，使界面结合强度更大，同时还可以防止基板与复板在轧制过程中增碳；凹槽底部形状采用均匀分布的丘陵状凸台或凹槽，可增大接触面积，增加基材与复材间摩擦力，减少应力集中现象，易于基板与复材的结合；对凹槽内侧进行整体倒角处理，可减少在浇注复材时产生的气泡。
附图说明
图1是本发明的上层基板示意图；
图2是本发明的下层基板示意图；
图3是本发明的真空喷涂夹层示意图；
图4是本发明的基板与复材组坯示意图；
图5是本发明的铣削复材上表面示意图
图6是本发明的两块基板与复材的嵌入式组坯示意图。
图中，1-EH40基板；2-316L复材；3-夹层；4-隔离剂；5-焊缝；6-夹层喷头；7-真空室；8-铣削刀具。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
轧制钢/不锈钢复合板，材质为EH40+316L，基板尺寸为30×900×1200mm，复板为液态316L熔液。首先利用铣床在基板1上铣一个10×838×1138mm的矩形槽，在矩形槽底部加工成均匀分布的丘陵状凸台，高度为5mm,直径为6mm,间距为15mm，将矩形槽侧面加工成斜度为1:10的倒角，在基板周围分别铣一凸台，宽度为10mm，深度为5mm,以此作为下层基板，如图2所示。另取一同等大小的基板，在矩形槽底部加工成均匀分布的丘陵状凸台，高度为5mm,直径为6mm,间距为15mm，将矩形槽侧面加工成斜度为1:10的倒角，在距基板两端10mm处各铣一凸台，宽度为10mm，深度为5mm,以此作为上层基板，如图1所示。检查两块基板表面，保证加工表面平整无翘曲。对上下基板进行清洁预处理，清洁残屑及表面油污。在密闭真空度为0.01Pa的真空室7中，对上下基板矩形槽底部用夹层喷头6均匀喷涂夹层3，该夹层成分选用纯铌粉，喷涂厚度约为0.5mm，并进行干燥处理，如图3所示。分别向上下基板中注入液态316L不锈钢复材2，注入高度为，直至与矩形槽上表面相平，之后进行冷却处理。如图4所示。待冷却凝固后，利用铣削刀具8铣去复材毛坯表面，加工深度为1mm，如图5所示。在真空室内对两复材表面均匀喷涂隔离剂4，隔离剂为Mg，MgSO4与H2O的混合物，并且它们的质量比为4:13:5，完成后将两块坯料相对嵌合装配形成机械式嵌合，并对四周接缝进行焊接处理，其焊缝5如图6所示。经检验合格后，将坯料送入轧机进行轧制。将坯料加热至900±50℃，进入粗轧机组，首道次压下15mm，之后进入精轧机组，轧制到12mm。将四周多余金属切除，获得两块12×1800×3000mm的钢/不锈钢的三层复合板。

Claims (5)

1.一种嵌入式复合板制坯方法，其特征在于：制坯过程包括：
1)预处理：选取两块相同的基板，在两基板四周分别铣出相互嵌合的凸台，基板中间加工为矩形槽；
2)复合板制坯：清洁两基板表面，在真空室内，对矩形槽底部均匀喷涂夹层并进行干燥处理，所述的夹层成分为铌粉，厚度范围为0.3-0.8mm；浇注液态316L不锈钢复材，直至与矩形槽上表面相平，待冷却凝固后，铣去复材毛坯表面；在真空室内对两复材表面均匀喷涂隔离剂，完成后将两块坯料相对嵌合装配并对四周接缝进行焊接处理；
3)轧制复合：经检验合格后，将坯料送入轧机进行轧制。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式复合板制坯方法，其特征在于：矩形槽底部加工成特定形状，该形状为均匀分布的丘陵状凸台或凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式复合板制坯方法，其特征在于：对矩形槽内侧整体倒斜角，斜度为1:1～1:10。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式复合板制坯方法，其特征在于：两块坯料的固联方式采用嵌合+焊接的方式，所述的嵌合方式指将两块坯料相对嵌合装配，所述的焊接方式指对坯料四周接缝进行焊接处理。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式复合板制坯方法，其特征在于：隔离剂为Mg，MgSO4与H2O的混合物，并且它们的质量比为4:13:5。
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