專利名稱：一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法。
背景技術：
化工行業(yè)作為國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟中起著重要作用，直接關系到人們?nèi)粘Ｉ畹囊率匙⌒械葐栴}。特別是2008年以來，我國的化工行業(yè)將以結構調(diào)整、低碳經(jīng)濟、行業(yè)整合等多個方向進行調(diào)整發(fā)展。根據(jù)美國ACC預計，中國很有可能在2011年取代美國成為全球最大的化工市場。化工行業(yè)用設備的防腐要求催生出新型的鈦/鋼復合板，這種鈦/鋼復合板具有優(yōu)良的防腐性能及極高的性價比，因此它將在化工領域中發(fā)揮自身的優(yōu)勢，成為綠色環(huán)保新材料。化工行業(yè)用反應釜、蒸發(fā)釜、聚合釜和電解槽等大型設備用的鈦/鋼復合板，其厚度要求較薄，另外，為減少設備的焊縫，增強設備的可靠性，這類設備對復合板的長度也提出了較高的要求。目前制備化工行業(yè)用超長薄型鈦/鋼復合板主要有二種方法第一類采用直接軋制復合法，用此種方法得到的鈦/鋼復合板，板面較大，能滿足較大設備上的要求，但其缺點是結合強度低，且對軋機的能力要求較高，在我國目前應用不多；第二類采用爆炸-軋制復合法，采用此種方法制備的鈦/鋼復合板，幅面大，結合強度高，但是由于受國內(nèi)目前軋制設備能力限制，采用此工藝無法直接制備出超長薄型(厚度小于6mm)的鈦/鋼復合板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法。該方法采用爆炸焊接與疊加軋制結合的方法，既能保證復合板的使用性能，又能保證復合板的長度和厚度，并在疊加軋制前將包含雷管區(qū)的不結合區(qū)切除，從而使超長薄型鈦/鋼復合板結合率達100%，只需普通的軋制工藝就能制備出合格的超長薄型鈦/鋼復合板。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、對復層鈦板進行校形處理使得復層鈦板的不平度不大于lmm/m，然后將校形處理后的復層鈦板在溫度為580°C 680°C條件下熱處理Ih 4h，隨爐冷卻；所述復層鈦板的厚度為3mm 8mm ；步驟二、對基層鋼板和步驟一中經(jīng)熱處理后的復層鈦板進行清潔和拋光，使得基層鋼板和復層鈦板的表面粗糙度均不大于3 μ m ；所述基層鋼板的厚度為IOmm 40mm ；步驟三、在步驟二中經(jīng)拋光后的基層鋼板上均勻設置多個支撐物，然后將步驟二中經(jīng)拋光后的復層鈦板置于支撐物上，最后將炸藥置于復層鈦板上，并在炸藥上設置起爆藥包，進行爆炸焊接制備復合板；所述支撐物的材質(zhì)與復層鈦板材質(zhì)相同；
步驟四、對步驟三中所述復合板進行校平處理，控制復合板的不平度不大于3mm/ m，然后將復合板進行機械切割處理以保證復合板結合率達100% ；步驟五、對步驟四中經(jīng)機械切割處理后的復合板進行力學性能檢驗，選取剪切強度不小于200MPa的復合板為合格復合板，然后將兩個相同尺寸的合格復合板鋼面相對進行疊加組配，采用手工電弧焊的方式對疊加組配的合格復合板的鋼面四周進行焊接，得到坯料；步驟六、將步驟五中所述坯料加熱至700°C 1000°C后保溫Ih 4h，然后進行 4 8道次軋制；每道次軋制的變形量為2% 40% ；步驟七、對步驟六中經(jīng)軋制后的坯料進行校平處理，然后機械加工得到寬度為 IOOOmm 2500mm，長度為4000mm 15000mm，厚度為3mm 6mm的超長薄型鈦/鋼復合板。上述步驟五中所述焊接過程中，兩層鋼面之間留有IOmm 15mm的間隙，以便于軋制過程中排除氣體。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明的方法生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)效率高，該方法采用爆炸焊接與疊加軋制結合的方法，既能保證復合板的使用性能，又能保證復合板的長度和厚度，并在疊加軋制前將包含雷管區(qū)的不結合區(qū)切除，從而使超長薄型鈦/鋼復合板結合率達100%，只需普通的軋制工藝就能制備出合格的超長薄型鈦/鋼復合板。2、采用本發(fā)明制備的超長薄型鈦/鋼復合板，其尺寸范圍為寬度為IOOOmm 2500mm ；長度為4000mm 15000mm，厚度為3mm 6mm ；并具有良好力學性能，拉剪強度不小于lOOMPa，滿足化工行業(yè)設備制造要求。3、本發(fā)明采用手工電弧焊的方法對鈦/鋼復合板坯料的鋼面進行焊接，一方面保證軋制過程中鈦面不被鋼面污染，另一方面可降低軋制過程中基、復層延展性差異產(chǎn)生的影響；軋制后機械加工，切除坯料四周焊接的部分以及不符合規(guī)格的部分，切除后兩層鋼面自然分離，一次軋制即可獲得兩塊超長薄型鈦/鋼復合板。4、采用本發(fā)明方法制備的超長薄型鈦/鋼復合板具有鋼板優(yōu)異的強度、導熱性能及焊接性能，還兼具鈦的耐腐蝕性能，這些優(yōu)點使其成為化工設備的首選材料。同時，本發(fā)明制備的鈦/鋼復合板具有超長超薄特點，迎合了國內(nèi)市場制備大規(guī)格設備的需求，具有很好的市場前景。下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明爆炸焊接前基層鋼板與復層鈦板的組配示意圖。圖2為本發(fā)明坯料的立體圖。附圖標記說明1-復層鈦板；2-基層鋼板；3-支撐物；4-炸藥； 5-起爆藥包；6-間隙。
具體實施例方式實施例1
步驟一、對復層鈦板1進行校形處理使得復層鈦板1的不平度不大于lmm/m，然后將校形處理后的復層鈦板1在溫度為580°C條件下熱處理2h，隨爐冷卻；所述復層鈦板1的厚度為3mm ；步驟二、對基層鋼板2和步驟一中經(jīng)熱處理后的復層鈦板1進行清潔和拋光，使得基層鋼板2和復層鈦板1的表面粗糙度均不大于3 μ m ；所述基層鋼板2的厚度為IOmm ；步驟三、在步驟二中經(jīng)拋光后的基層鋼板2上均勻設置2個支撐物3，然后將步驟二中經(jīng)拋光后的復層鈦板1置于支撐物3上，最后將炸藥4置于復層鈦板1上，并在炸藥上設置起爆藥包5，進行爆炸焊接制備復合板；所述支撐物3的材質(zhì)與復層鈦板1材質(zhì)相同；步驟四、對步驟三中所述復合板進行校平處理，控制復合板的不平度不大于3mm/ m，然后將復合板進行機械切割處理以保證復合板結合率達100% ；步驟五、對步驟四中經(jīng)機械切割處理后的復合板進行力學性能檢驗，選取剪切強度不小于200MPa的復合板為合格復合板，然后將兩個相同尺寸的合格復合板鋼面相對進行疊加組配，采用手工電弧焊的方式對疊加組配的合格復合板的鋼面四周進行焊接，得到坯料；所述焊接過程中，兩層鋼面之間留有IOmm的間隙6，以便于軋制過程中排除氣體；步驟六、將步驟五中所述坯料加熱至700°C后保溫lh，然后進行4道次軋制，第一道次軋制變形量為2%，第二道次軋制變形量為40%，第三道次軋制變形量為35%，第四道次軋制變形量為33% ；步驟七、對步驟六中經(jīng)軋制后的坯料進行校平處理，然后機械加工切除四周焊接的部分以及不符合規(guī)格的部分，機械加工后兩層鋼面自然分離，得到兩塊寬度為1000mm，長度為4000mm，厚度為3mm(lmm/2mm-復層鈦Imm/基層鋼2mm)的超長薄型鈦/鋼復合板。本實施例制備的超長薄型鈦/鋼復合板具有鋼板優(yōu)異的強度、導熱性能及焊接性能，還兼具鈦的耐腐蝕性能，其拉剪強度為121MPa，滿足化工行業(yè)設備制造要求。另外，制備的鈦/鋼復合板具有超長超薄特點，迎合了國內(nèi)市場制備大規(guī)格設備的需求，具有很好的市場前景。實施例2步驟一、對復層鈦板1進行校形處理使得復層鈦板1的不平度不大于lmm/m，然后將校形處理后的復層鈦板1在溫度為680°C條件下熱處理lh，隨爐冷卻；所述復層鈦板1的厚度為5mm ；步驟二、對基層鋼板2和步驟一中經(jīng)熱處理后的復層鈦板1進行清潔和拋光，使得基層鋼板2和復層鈦板1的表面粗糙度均不大于3 μ m ；所述基層鋼板2的厚度為20mm ；步驟三、在步驟二中經(jīng)拋光后的基層鋼板2上均勻設置3個支撐物3，然后將步驟二中經(jīng)拋光后的復層鈦板1置于支撐物3上，最后將炸藥4置于復層鈦板1上，并在炸藥上設置起爆藥包5，進行爆炸焊接制備復合板；所述支撐物3的材質(zhì)與復層鈦板1材質(zhì)相同；步驟四、對步驟三中所述復合板進行校平處理，控制復合板的不平度不大于3mm/ m，然后將復合板進行機械切割處理以保證復合板結合率達100% ；步驟五、對步驟四中經(jīng)機械切割處理后的復合板進行力學性能檢驗，選取剪切強度不小于200MPa的復合板為合格復合板，然后將兩個相同尺寸的合格復合板鋼面相對進行疊加組配，采用手工電弧焊的方式對疊加組配的合格復合板的鋼面四周進行焊接，得到坯料；所述焊接過程中，兩層鋼面之間留有12mm的間隙6，以便于軋制過程中排除氣體；
步驟六、將步驟五中所述坯料加熱至1000°C后保溫lh，然后進行5道次軋制，第一道次軋制變形量為2%，第二道次軋制變形量為40%，第三道次軋制變形量為30%，第四道次軋制變形量為25%，第五道次軋制變形量為20% ；步驟七、對步驟六中經(jīng)軋制后的坯料進行校平處理，然后機械加工切除四周焊接的部分以及不符合規(guī)格的部分，機械加工后兩層鋼面自然分離，得到兩塊寬度為2000mm，長度為8000mm，厚度為5mm(lmm/4mm-復層鈦Imm/基層鋼4mm)的超長薄型鈦/鋼復合板。本實施例制備的超長薄型鈦/鋼復合板具有鋼板優(yōu)異的強度、導熱性能及焊接性能，還兼具鈦的耐腐蝕性能，其拉剪強度為114MPa,滿足化工行業(yè)設備制造要求。另外，制備的鈦/鋼復合板具有超長超薄特點，迎合了國內(nèi)市場制備大規(guī)格設備的需求，具有很好的市場前景。實施例3步驟一、對復層鈦板1進行校形處理使得復層鈦板1的不平度不大于lmm/m，然后將校形處理后的復層鈦板1在溫度為640°C條件下熱處理3h，隨爐冷卻；所述復層鈦板1的厚度為8mm ；步驟二、對基層鋼板2和步驟一中經(jīng)熱處理后的復層鈦板1進行清潔和拋光，使得基層鋼板2和復層鈦板1的表面粗糙度均不大于3 μ m ；所述基層鋼板2的厚度為40mm ；步驟三、在步驟二中經(jīng)拋光后的基層鋼板2上均勻設置4個支撐物3，然后將步驟二中經(jīng)拋光后的復層鈦板1置于支撐物3上，最后將炸藥4置于復層鈦板1上，并在炸藥上設置起爆藥包5，進行爆炸焊接制備復合板；所述支撐物3的材質(zhì)與復層鈦板1材質(zhì)相同；步驟四、對步驟三中所述復合板進行校平處理，控制復合板的不平度不大于3mm/ m，然后將復合板進行機械切割處理以保證復合板結合率達100% ；步驟五、對步驟四中經(jīng)機械切割處理后的復合板進行力學性能檢驗，選取剪切強度不小于200MPa的復合板為合格復合板，然后將兩個相同尺寸的合格復合板鋼面相對進行疊加組配，采用手工電弧焊的方式對疊加組配的合格復合板的鋼面四周進行焊接，得到坯料；所述焊接過程中，兩層鋼面之間留有15mm的間隙6，以便于軋制過程中排除氣體；步驟六、將步驟五中所述坯料加熱至900°C后保溫池，然后進行8道次軋制，第一道次軋制變形量為2%，第二道次軋制變形量為35%，第三道次軋制變形量為35%，第四道次軋制變形量為25%，第五道次軋制變形量為25%，第六道次軋制變形量為20%，第七道次軋制變形量20%，第八道次軋制變形量為17% ；步驟七、對步驟六中經(jīng)軋制后的坯料進行校平處理，然后機械加工切除四周焊接的部分以及不符合規(guī)格的部分，機械加工后兩層鋼面自然分離，得到兩塊寬度為2500mm，長度為15000mm，厚度為6mm(lmm/5mm-復層鈦Imm/基層鋼5mm)的超長薄型鈦/鋼復合板。本實施例制備的超長薄型鈦/鋼復合板具有鋼板優(yōu)異的強度、導熱性能及焊接性能，還兼具鈦的耐腐蝕性能，其拉剪強度為lOOMPa，滿足化工行業(yè)設備制造要求。另外，制備的鈦/鋼復合板具有超長超薄特點，迎合了國內(nèi)市場制備大規(guī)格設備的需求，具有很好的市場前景。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一、對復層鈦板(1)進行校形處理使得復層鈦板(1)的不平度不大于lmm/m，然后將校形處理后的復層鈦板(1)在溫度為580°C 680°C條件下熱處理Ih 4h，隨爐冷卻； 所述復層鈦板⑴的厚度為3mm 8mm ；步驟二、對基層鋼板( 和步驟一中經(jīng)熱處理后的復層鈦板(1)進行清潔和拋光，使得基層鋼板(2)和復層鈦板(1)的表面粗糙度均不大于3μπι;所述基層鋼板O)的厚度為 IOmm 40mm ；步驟三、在步驟二中經(jīng)拋光后的基層鋼板( 上均勻設置多個支撐物(3)，然后將步驟二中經(jīng)拋光后的復層鈦板(1)置于支撐物(3)上，最后將炸藥(4)置于復層鈦板(1)上，并在炸藥上設置起爆藥包(5)，進行爆炸焊接制備復合板；所述支撐物C3)的材質(zhì)與復層鈦板 (1)材質(zhì)相同；步驟四、對步驟三中所述復合板進行校平處理，控制復合板的不平度不大于3mm/m，然后將復合板進行機械切割處理以保證復合板結合率達100% ；步驟五、對步驟四中經(jīng)機械切割處理后的復合板進行力學性能檢驗，選取剪切強度不小于200MPa的復合板為合格復合板，然后將兩個相同尺寸的合格復合板鋼面相對進行疊加組配，采用手工電弧焊的方式對疊加組配的合格復合板的鋼面四周進行焊接，得到坯料；步驟六、將步驟五中所述坯料加熱至700°C 1000°C后保溫Ih 4h，然后進行4 8 道次軋制，每道次軋制的變形量為2% 40% ；步驟七、對步驟六中經(jīng)軋制后的坯料進行校平處理，然后機械加工得到寬度為 IOOOmm 2500mm，長度為4000mm 15000mm，厚度為3mm 6mm的超長薄型鈦/鋼復合板。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法，其特征在于，步驟五中所述焊接過程中，兩層鋼面之間留有IOmm 15mm的間隙(6)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超長薄型鈦/鋼復合板的制備方法，該方法為一、對復層鈦板進行校形處理，然后進行熱處理；二、對基層鋼板和經(jīng)熱處理后的復層鈦板進行清潔和拋光；三、對基層鋼板和復層鈦板進行爆炸焊接制備復合板；四、對復合板進行校平處理，機械切割以保證復合板結合率達100％；五、將兩個相同尺寸的合格復合板鋼面相對疊加組配，焊接得到坯料；六、對坯料進行軋制；七、校平，機械加工后得到超長薄型鈦/鋼復合板。本發(fā)明的方法生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)效率高，該方法采用爆炸焊接與疊加軋制結合的方法，既能保證復合板的使用性能，又能保證復合板的長度和厚度，只需普通的軋制工藝就能制備出合格的超長薄型鈦/鋼復合板。
文檔編號B21B47/00GK102441769SQ20111027638
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月17日 優(yōu)先權日2011年9月17日
發(fā)明者丁大慶, 何小松, 布偉剛, 龐國慶, 張鵬輝, 曹振東, 李山云, 李進軍, 樊科社, 謝剛, 趙惠 申請人:西安天力金屬復合材料有限公司