CN110961455A - 钛钢复合卷的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了钛钢复合卷的制备工艺，该制备工艺先将钛板和钢板进行焊接组批处理，抽真空后保压，得到组坯，然后再经保温、粗轧和热连轧，最终得到钛钢复合卷。通过本发明实施例的制备工艺制备的复合带卷，由于经过粗轧和精轧且变形量非常大，贴合率达到100％，整卷尺寸精度达到±0.3mm，表面质量好。此外，采用本发明实施例的制备工艺，界面反应可控，剪切强度达到230MPa。适宜的温度和时间控制避免了形成脆性相的钛铁金属间化合物而影响复合板的剪切强度，可广泛应用于消费品市场、电力、化工、海洋工程及冷轧基材等。

Description

钛钢复合卷的制备工艺
技术领域
本发明属于金属层状复合板技术领域，具体涉及钛钢复合卷的制备工艺。
背景技术
金属层状复合板是由两种或者多种性能不同的金属板，通过特殊复合的加工方法制备而成的，金属层状复合板结合了两种或者多种金属组元各自的优点，可以获得任何单一金属所不具备的综合性能。金属层状复合板的性能特点是通过对各组元进行合理的选择和采取适当的制备工艺，利用且充分发挥两种或者多种不同金属特点的物理性能、化学性能、力学性能等，生产出可满足不同性能需求的金属层状复合材料。
目前在实际工业生产以及科研试验研究中常见的金属复合板有：不锈钢复合板、镍/钢复合板、铜/钢复合板、钛/铝复合板和钛/钢复合板等。
钛及钛合金因具有比强度高、密度低、良好的韧性及耐腐蚀性等突出优点，广泛应用于航空航天、石油化工、海洋等领域，但其成本较高，而不锈钢的价格低廉，具有良好塑性、可焊接性和力学性能等。通过轧制、***连接、***+轧制等制备的钛/钢层状复合板，可以充分发挥二者的优点，弥补各自的不足，节约钛及钛合金的使用，减少材料的成本。
目前钛钢复合板为中厚板，使用可逆式轧机进行片(块)式轧制，为无张力轧制，生产效率低，无法生产薄规格板材和带卷，且成材率低，限制了钛钢复合板的应用。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出钛钢复合卷的制备工艺，该制备工艺采用热连轧技术，可以制备得到厚度为1.5～10.0mm厚度的复合板，生产效率高，提升了成材率。
根据本发明第一方面实施例的钛钢复合卷的制备工艺，所述制备工艺步骤包括：
S1：将钛板和钢板进行焊接组批处理，抽真空后保压，得到组坯；
S2：将所述组坯进行加热处理，进行粗轧，得到粗轧坯；
S3：将所述粗轧坯进行热连轧后卷取，即得所述钛钢复合卷。
上述制备工艺中，钛板的厚度为0.5～4mm，钢板的厚度为1～9mm。
上述钛钢复合卷的厚度为1.5～10.0mm。
上述制备工艺，还包括在步骤S1之前，对钢板和钛板进行表面处理，具体为对钢板进行修磨，对钛板进行修磨后酸洗工序，可以保证结合面表面洁净，钢板和钛板的厚度比例与成品带卷需求的比例一致。
上述制备工艺，还包括在步骤S3之后，将钛钢复合卷进行切边，重卷剥离，热处理，对钛面和钢面进行表面连续修磨处理。
上述制备工艺，适用的牌号包括Q235、Q345、TA1、TA2、TA8和TA9。
根据本发明实施例的钛钢复合卷的制备工艺，至少具有如下技术效果：
现有的多层复合材料，特别是钛钢复合板的轧制复合及热连轧技术并不成熟，钛钢复合板热轧温度≤940℃，对于钢材来说属于低温轧制，材料变形抗力大，同时钛材和钢材应变形抗力的不同，轧制稳定性难以控制，对热连轧的技术要求较高。本发明实施例的技术方案中，合理分配热轧道次变形量和控制轧制过程温度是关键。
通过本发明实施例的制备工艺制备的复合带卷，由于经过粗轧和精轧且变形量非常大，贴合率达到100％，整卷尺寸精度达到±0.3mm，表面质量好。
本发明实施例的制备工艺，界面反应可控，剪切强度达到230MPa。适宜的温度和时间控制避免了形成脆性相的钛铁金属间化合物而影响复合板的剪切强度，可广泛应用于消费品市场、电力、化工、海洋工程及冷轧基材等。
根据本发明的一些实施例，所述保压的压力≤10-2Pa。
根据本发明的一些实施例，所述保压的时间为20～30h。
抽真空后保压的目的是防止坯料在加热过程中的钛板和空气反应形成氧化物，导致钛/钢无法贴合或贴合强度不够。
根据本发明的一些实施例，所述保温处理的温度为900～940℃。
根据本发明的一些实施例，所述保温处理的时间为2～8h。
由于钛板和钢板的导热系数不同，上述保温温度和保温时间可以使钢板和钛板的受热更加均匀。
根据本发明的一些实施例，所述粗轧的温度为850～900℃。
根据本发明的一些实施例，所述粗轧的道次为5～7道次。
粗轧的道次为5～7道次，道次大变形量，第一道次变形量≥20％。
根据本发明的一些实施例，所述粗轧坯的厚度为30～80mm。
根据本发明的一些实施例，所述热连轧的道次变形量20～40％，所述热连轧的终轧道次变形量≤15％，所述热连轧的终轧温度≥750℃。
热连轧的终轧温度≥750℃，可以适当降低钢材强度，避免轧机出现轧制力不够的问题。
最后道次变形量≤15％，可以降低轧制力，改善钛钢复合卷板形。
根据本发明的一些实施例，所述卷取的温度≥650℃。
卷取的温度≥650℃，能够降低钢材强度便于卷取。
附图说明
图1是焊接组批的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本例提供了一种钛钢复合卷的制备工艺，步骤包括：
S1：将钛板和钢板进行焊接组批处理，抽真空后保压，得到组坯；
S2：将所述组坯进行加热处理，进行粗轧，得到粗轧坯；
S3：将所述粗轧坯进行热连轧后卷取，即得所述钛钢复合卷。
上述制备工艺中，钛板的厚度为0.5～4mm，钢板的厚度为1～9mm。钛钢复合卷的厚度为1.5～10.0mm。
上述制备工艺，还包括在步骤S1之前，对钢板和钛板进行表面处理，具体为对钢板进行修磨，对钛板进行修磨后酸洗工序，可以保证结合面表面洁净，钢板和钛板的厚度比例与成品带卷需求的比例一致。在步骤S3之后，将钛钢复合卷进行切边，重卷剥离，热处理，对钛面和钢面进行表面连续修磨处理。
适用的牌号包括Q235、Q345、TA1、TA2、TA8和TA9。
焊接组批的结构如图1所示，焊接组批包括第一钢板110，第二钢板120，第一钛板210，第二钛板220，第一钢边条310，第二钢边条320，第一钛板210和第二钛板220之间刷隔离剂。焊接组批的焊缝质量是关键，需要长时间保压***漏。
隔离剂调配方法为：氧化镁+硅酸盐+聚乙烯(混合比例2：1：1)，加水稀释混匀。刷隔离剂指辊涂3遍(膜层厚度0.3mm)，烘干后进行焊接组坯。
保压的压力≤10-2Pa。保压的时间为20～30h。保温处理的温度为900～940℃。保温处理的时间为2～8h。粗轧的温度为850～900℃。粗轧的道次为5～7道次。粗轧的道次为5～7道次，道次大变形量，第一道次变形量≥20％。粗轧坯的厚度为30～80mm。热连轧的终轧温度≥750℃，热连轧道次变形量20～40％，最后道次变形量需≤15％。卷取的温度≥650℃。
实施例2
本例实际制备了一种钛钢复合卷，钛钢复合卷的规格为TA1/Q235 R1 1/5×1200×C GB/T 8547-2006。所采用的钛板厚度为15mm，牌号为TA1；钢板厚度为75mm，牌号为Q235。
先对钢板和钛板进行表面处理，具体为对钢板进行修磨，对钛板进行修磨后酸洗工序，以保证结合面表面洁净，然后按照下列步骤制备：
S1：将钛板和钢板进行焊接组批处理，抽真空后保压，得到组坯；
S2：将所述组坯进行加热处理，进行粗轧，得到粗轧坯；
S3：将所述粗轧坯进行热连轧后卷取，即得所述钛钢复合卷。
在步骤S3之后，，将钛钢复合卷进行切边，重卷剥离，热处理，表面处理等工序。
上述制备过程中，保压的压力≤10-2Pa。保压的时间为25h。加热处理的温度为910～930℃。加热处理的保温时间为4h。粗轧的温度为870～890℃。粗轧的道次为5道次。粗轧的道次为5道次，道次大变形量，第一道次变形量≥20％。粗轧坯的厚度为60mm。热连轧的终轧温度≥750℃，道次变形量20～40％，最后道次变形量≤15％。卷取的温度≥650℃。
实施例3
本例实际制备了一种钛钢复合卷，钛钢复合卷的规格为TA2/Q345 R1 2/7×1500×C GB/T 8547-2006。所采用的钛板厚度为20mm，牌号为TA2；钢板厚度为70mm，牌号为Q345。
先对钢板和钛板进行表面处理，具体为对钢板进行修磨，对钛板进行修磨后酸洗工序，以保证结合面表面洁净，然后按照下列步骤制备：
S1：将钛板和钢板进行焊接组批处理，抽真空后保压，得到组坯；
S2：将所述组坯进行加热处理，进行粗轧，得到粗轧坯；
S3：将所述粗轧坯进行热连轧后卷取，即得所述钛钢复合卷。
在步骤S3之后，将钛钢复合卷进行切边，重卷剥离，热处理，表面处理等工序。
上述制备过程中，保压的压力≤10-2Pa。保压的时间为25h。加热处理的温度为920～940℃。加热处理的保温时间为4h。粗轧的温度为880～900℃。粗轧的道次为7道次。粗轧的道次为7道次，道次大变形量，第一道次变形量≥20％。粗轧坯的厚度为45mm。热连轧的终轧温度≥750℃，道次变形量20～40％，最后道次变形量10％。卷取的温度≥650℃。
检测例
本例对实施例2和实施例3制备得到的钛钢复合卷进行检测，测试了钛钢复合卷的贴合率、整卷尺寸精度和表面质量，结果如表1所示。
表1
钛钢复合卷 贴合率 剪切强度MPa 整卷尺寸精度 表面质量 弯曲试验
实施例2 100％ 232 ±0.3mm 好 合格
实施例3 100％ 214 ±0.5mm 好 合格

Claims (10)

1.钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，步骤包括：
S1：将钛板和钢板进行焊接组批处理，抽真空后保压，得到组坯；
S2：将所述组坯进行加热处理，进行粗轧，得到粗轧坯；
S3：将所述粗轧坯进行热连轧后卷取，即得所述钛钢复合卷。
2.根据权利要求1所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述保压的压力≤10- 2Pa。
3.根据权利要求2所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述保压的时间为20～30h。
4.根据权利要求1所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述加热处理的温度为900～940℃，所述加热处理的时间为2～8h。
5.根据权利要求1所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述粗轧的温度为850～900℃。
6.根据权利要求1所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述粗轧的第一道次变形量≥20％。
7.根据权利要求6所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述粗轧的道次为5～7道次。
8.根据权利要求1所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述粗轧坯的厚度为30～80mm。
9.根据权利要求1所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述热连轧的道次变形量20～40％，所述热连轧的终轧道次变形量≤15％。
10.根据权利要求9所述的钛钢复合卷的制备工艺，其特征在于，所述热连轧的终轧温度≥750℃。
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