一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于層狀復(fù)合材料的制備加工【技術(shù)領(lǐng)域】的一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法。此方法適用于鋼鋁復(fù)合板，特別是厚度為2～4mm鋼鋁復(fù)合板薄板的制備加工。所采用的工藝步驟依次為：耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面的表面處理、爆炸焊接、退火處理、校平和裁邊、鉚接組坯、溫軋、校平、切定尺。本發(fā)明方法采用“爆炸焊接+溫軋”工藝將耐磨鋼板和鋁合金板復(fù)合在一起，制備出鋼鋁復(fù)合板，既具有良好的耐磨性，又實(shí)現(xiàn)了輕量化，將具有廣闊的應(yīng)用前景。適合于批量生產(chǎn)鋼鋁復(fù)合板，特別是厚度為2～4mm鋼鋁復(fù)合板薄板的制備加工。
【專利說(shuō)明】一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于層狀復(fù)合材料制備加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐磨鋼廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電力機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)炔块T；在各種各樣的機(jī)械中凡是有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工件間，皆會(huì)產(chǎn)生各種類型的磨損，都會(huì)有提高工件材料耐磨性的要求或要求采用耐磨鋼，但鋼的密度大。目前在各行各業(yè)，特別是在交通運(yùn)輸行業(yè)面臨著節(jié)能、環(huán)保的巨大壓力，需要實(shí)現(xiàn)車輛、設(shè)備的輕量化。鋁合金的密度小、價(jià)格低，延展性好。如果能將耐磨鋼和鋁合金兩者結(jié)合起來(lái)，制備出耐磨輕質(zhì)鋼鋁層狀復(fù)合材料，將具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]爆炸焊接是一種制造異種金屬層狀復(fù)合板的工藝技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鋼/不銹鋼、鈦/鋼、銅/鋼、銅/鋁、普通碳鋼/鋁、不銹鋼/鋁等雙層或多層復(fù)合板材料的生產(chǎn)中。耐磨鋼板和鋁合金板同樣也能通過(guò)爆炸焊接的方法實(shí)現(xiàn)連接，但由于耐磨鋼的硬度大，韌性高，與鋁合金的性能相差很大，所以爆炸焊接工藝與其他兩種性質(zhì)相差不大的金屬相比有所不同。因此如何將兩種性能相差很大的金屬?gòu)?fù)合在一起，是一個(gè)技術(shù)難關(guān)。此外爆炸焊接目前主要用于制備總厚度> 5mm的層狀復(fù)合板，為了制備出最終厚度為2?4mm的層狀復(fù)合板，必須對(duì)爆炸復(fù)合板進(jìn)行進(jìn)一步的軋制減薄。本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，找到了采用“爆炸焊接+溫軋工藝”制備耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板薄板的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法，包括如下步驟:
[0007]( I)耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面的處理:取經(jīng)退火處理的耐磨鋼板和鋁板，用機(jī)械打磨的方法將耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面進(jìn)行打磨，之后將板材保存在干燥環(huán)境中，并在24小時(shí)之內(nèi)使用。
[0008](2)爆炸焊接:將處理好的耐磨鋼板和鋁板進(jìn)行爆炸焊接；
[0009](3)退火處理:將爆炸焊接好的鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行退火處理，退火溫度為400?460°C，保溫I?3小時(shí)，隨爐冷卻；
[0010](4)校平和裁邊:將退火之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行校平處理，并進(jìn)行裁邊，去掉復(fù)合板四邊未復(fù)合或開(kāi)裂的部分；
[0011](5)鉚接組坯:將兩張校平之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行四邊鉚接組坯，組坯方式為鋁-鋼、鋼-鋁，即鋼層在內(nèi)，鋁層在外；
[0012](6)溫軋:將組好坯的一對(duì)爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板放入加熱爐中加熱到400?4600C，保溫I?5小時(shí)，然后進(jìn)行溫軋，道次壓下率為16%?20%，總共進(jìn)行4道次，總加工率為50%~60% ；
[0013](8)校平:拆開(kāi)經(jīng)過(guò)溫軋的鋼鋁復(fù)合板板坯，然后對(duì)單張的鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行校平；
[0014](9)切定尺:對(duì)校平后的鋼鋁復(fù)合板切定尺，得到成品板材。
[0015]步驟(1)中所述耐磨鋼板為錳系低合金耐磨鋼板；鋁板為表面包覆有純鋁的鋁合金2024板，其表面包覆純Al層厚度為0.25mm。
[0016]優(yōu)選的，所述耐磨鋼板為合金牌號(hào)為16MnK，20ΜηΚ和25MnVK的錳系低合金耐磨鋼板。
[0017]優(yōu)選的，步驟(1)中所述耐磨鋼板的厚度為I~2mm，鋁板的厚度為4~8 mm。
[0018]優(yōu)選的，步驟(2)中所述爆炸焊接的工藝參數(shù)為:使用銨油混合炸藥，其質(zhì)量百分比組成為:70~90%的NH4N03、5~15%的柴油、5~15%的鋸末；炸藥的爆速為2000~4000m/s ;炸藥高度為20~40mm ;安裝間隙為2~5mm,間隙支撐物為純招薄片制作，電雷管邊部起爆；耐磨鋼板為覆板在上，招板為基板在下，放在地基上；在耐磨鋼板上涂上I~2mm厚的黃油作為保護(hù)層。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:采用“爆炸焊接+溫軋”工藝將耐磨鋼板和鋁合金板復(fù)合在一起，制備出鋼鋁復(fù)合板，既具有良好的耐磨性，又實(shí)現(xiàn)了輕量化，將具有廣闊的應(yīng)用前景。適合于批量生產(chǎn)鋼鋁復(fù)合板，特別是厚度為2~4mm鋼鋁復(fù)合板薄板的制備加工。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 下面通過(guò)附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]根據(jù)圖1所示的制備工藝流程圖，厚度為2mm鋼鋁復(fù)合板的制備步驟如下:耐磨鋼板為16MnK合金:
[0024](I) 16ΜηΚ耐磨鋼板和招合金2024板待復(fù)合表面的表面處理:選擇退火處理的16ΜηΚ耐磨鋼板和鋁合金2024板，16ΜηΚ耐磨鋼板規(guī)格為1050 X 1050 X 1mm，成分如表1所示，鋁合金2024板規(guī)格為1000X 1000 X 4mm(其中表面包覆純Al層厚度為0.25mm)，成分如表2所示；采用機(jī)械打磨的方法將16MnK耐磨鋼板和鋁合金2024板待復(fù)合表面進(jìn)行打磨處理，并清理干凈，打磨之后的板材在干燥的環(huán)境中保存，并在24小時(shí)之內(nèi)使用。
[0025]表1 16ΜηΚ耐磨鋼的化學(xué)成分(％)
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面的處理:取經(jīng)退火處理的耐磨鋼板和鋁板，用機(jī)械打磨的方法將耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面進(jìn)行打磨，之后將板材保存在干燥環(huán)境中，并在24小時(shí)之內(nèi)使用； (2)爆炸焊接:將處理好的耐磨鋼板和鋁板進(jìn)行爆炸焊接； (3)退火處理:將爆炸焊接好的鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行退火處理，退火溫度為400?460°C，保溫I?3小時(shí)，隨爐冷卻； (4)校平和裁邊:將退火之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行校平處理，并進(jìn)行裁邊，去掉復(fù)合板四邊未復(fù)合或開(kāi)裂的部分； (5)鉚接組坯:將兩張校平之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行四邊鉚接組坯，組坯方式為鋁-鋼、鋼-鋁，即鋼層在內(nèi)，鋁層在外； (6)溫軋:將組好坯的一對(duì)爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板放入加熱爐中加熱到400?460°C，保溫I?5小時(shí),然后進(jìn)行溫軋,道次壓下率為16%?20%,總共進(jìn)行4道次,總加工率為50%?60% ； (8)校平:拆開(kāi)經(jīng)過(guò)溫軋的鋼鋁復(fù)合板板坯，然后對(duì)單張的鋼鋁復(fù)合板進(jìn)行校平； (9)切定尺:對(duì)校平后的鋼鋁復(fù)合板切定尺，得到成品板材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述耐磨鋼板為錳系低合金耐磨鋼板；鋁板為表面包覆有純鋁的鋁合金2024板，其表面包覆純Al層厚度為0.25mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述耐磨鋼板的厚度為I?2mm,招板的厚度為4?8 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述爆炸焊接的工藝參數(shù)為:使用銨油混合炸藥，其質(zhì)量百分比組成為:70?90%的NH4NO3>5?15%的柴油、5?15%的鋸末；炸藥的爆速為2000?4000m/s ;炸藥高度為20?40mm ;安裝間隙為2?5mm，間隙支撐物為純鋁薄片制作，電雷管邊部起爆；耐磨鋼板為覆板在上，鋁板為基板在下，放在地基上；在耐磨鋼板上涂上I?2mm厚的黃油作為保護(hù)層。
【文檔編號(hào)】B21B1/38GK103878536SQ201210560634
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】彭海健, 李德富 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院