鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，其技術(shù)要點是，包括以下步驟：1）剪裁鋼板、鈦板、純鐵薄板或純銅薄板，打磨結(jié)合面后備用；2）由將上述材料組成兩組復(fù)合板坯，兩組之間涂抹隔離劑；復(fù)合板組坯安置在低碳鋼制作的包套中，上下鈦板與包套接觸面涂抹隔離劑；在包套側(cè)面設(shè)置脫氣孔；在脫氣孔處焊接導(dǎo)管，檢查氣密性；3）包套抽真空至真空度＜0.001Pa；4）用油壓機壓合復(fù)合板坯包套，壓合時保持真空；加熱880~950℃進行擴散焊復(fù)合板坯，然后空氣中冷卻至室溫；5）剝離包套，去除周邊的點焊焊肉，得到兩張鈦鋼鈦復(fù)合板。本發(fā)明的方法不受季節(jié)影響，無環(huán)境污染，生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品規(guī)格可控。并且避免了連續(xù)熱軋制造方法只能制造薄板的局限性。
【專利說明】 鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬復(fù)合材【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生
產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤，亦有良好的抗腐蝕能力(包括海水、王水及氯氣)。由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，以及高強度、低密度，被譽為“太空金屬”。但其使用成本較高，尤其是作為結(jié)構(gòu)部件時問題尤為突出。為降低使用成本，通常將其制成鈦鋼鈦復(fù)合板。不但具有鈦的耐蝕性，而且具有普通鋼板的強度，大幅降低了使用成本。
[0003]鈦鋼鈦復(fù)合板的制造方法主要包括填充金屬鋼錠軋制法、爆炸復(fù)合法、軋制壓接法、堆焊法等，工業(yè)上常采用爆炸復(fù)合法或軋制壓接法。其中，軋制壓接法又包括厚板軋制法與連續(xù)熱軋法。爆炸復(fù)合法通常是在常溫下進行的，對環(huán)境污染過高，不利于環(huán)保。軋制壓接法是將板組裝、加熱軋制。爆炸復(fù)合法、厚板軋制法制造的鈦鋼鈦復(fù)合板為厚板，連續(xù)熱軋法制造的鈦鋼復(fù)合薄板，主要用作海洋鋼構(gòu)造物的襯里。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法無法同時滿足環(huán)境污染小、生產(chǎn)規(guī)格與產(chǎn)品規(guī)格可控等特點，因此需要對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，從根本上解決了上述問題。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:該鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)剪裁鋼板、鈦板、過渡層材料:純鐵薄板或純銅薄板，打磨結(jié)合面后備用；
2)由上自下依次排列鈦板、過渡層材料、鋼板、過渡層材料、鈦板，隔離劑，鈦板、過渡層材料、鋼板、過渡層材料、鈦板構(gòu)成復(fù)合板坯，復(fù)合板組坯安置在低碳鋼制作的包套中；在復(fù)合板的接合處外部采用氬弧焊點焊固定，上下鈦板與包套的低碳鋼薄板采用氧化鎂粉末進行隔離；在包套脫氣孔處焊接導(dǎo)管，導(dǎo)管與充氣泵、壓力表相連，0.2MPa下檢查氣密性，若無問題則卸下充氣泵與壓力表；
3)將導(dǎo)管與真空系統(tǒng)相連，啟動機械泵抽真空至真空度<5Pa，啟動擴散泵使真空度
<0.0OlPa ；
4)用油壓機在6MPa?10MPa壓力下壓合復(fù)合板坯，壓合時保持真空度0.0OOOf 0.0OlPa，采用電力加熱板或感應(yīng)線圈加熱在80(T95(TC進行擴散焊復(fù)合板坯并保溫2(T60min，然后保持壓力和真空度隨爐冷卻至室溫；
5)剝離包套，去除復(fù)合板周邊的點焊焊肉，得到兩張鈦鋼鈦復(fù)合板。
[0006]所述步驟4)采用上下兩塊加熱板直接對復(fù)合板坯加熱或采用中頻感應(yīng)線圈透熱加熱。
[0007]所述鈦板與鋼板的厚度比為f 1.5 =IO0
[0008]所述隔離劑為氧化鎂粉末或重量份數(shù)比為1:0.6^1.6的氧化鎂粉末與滑石粉的混合物。
[0009]所述步驟I)中，打磨面采用真空氣氛保護。
[0010]所述包套是采用Q235低碳鋼薄板制作，導(dǎo)管由低碳鋼或不銹鋼制成。
[0011]本發(fā)明具有的優(yōu)點及積極的技術(shù)效果是:采用本發(fā)明的方法，既克服了傳統(tǒng)爆炸法環(huán)境污染大，受天氣制約明顯的弊端，又避免了傳統(tǒng)連續(xù)熱軋法制造規(guī)格的局限性(只能制造薄板)。生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品規(guī)格可控，復(fù)合板的基層、覆層完全不受限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0013]附圖標(biāo)記說明:1覆板、2基板、3包套、4過渡層、5隔離層、6通氣孔。
[0014]圖1為本發(fā)明的復(fù)合板坯層狀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為脫氣孔位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
根據(jù)圖f 2詳細闡述本發(fā)明的復(fù)合板坯結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)方法。該鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法包括以下步驟:選料-表面處理-組坯(點焊周邊-制作包套-鑲焊導(dǎo)管-氣密性檢查-抽真空)-板坯加壓-擴散焊-清除包套-清除點焊焊肉。
[0016]主要涉及以下設(shè)備:剪板機、打磨機、氬弧焊機、充氣泵、油壓機、真空泵、擴散泵
坐寸ο
[0017]具體說包括以下步驟:
I)選擇覆板I (鈦板)、基板2 (鋼板)、過渡層4 (純鐵薄板或純銅薄板)的板材。在剪板機上按照工藝尺寸剪裁鋼板、鈦板、純鐵薄板或純銅薄板，使用打磨機對待結(jié)合面進行打磨，鈦表面采用鋼絲輪打磨，鋼板表面采用砂輪打磨，要求表面光潔無污物，呈現(xiàn)清新金屬面。打磨后置于真空氣氛保護備用，配制隔離劑備用。真空氣氛解決了加熱過程中復(fù)合層面脫氣過程或加熱過程易氧化、干燥等問題。鈦板與鋼板的厚度比為1:10。隔離劑為氧化鎂粉末或重量份數(shù)比為1:0.6的氧化鎂粉末與滑石粉的混合物。鋼板優(yōu)選Q235，板面平整、無缺欠、無德碰、無過度氧化。鈦板優(yōu)選TAl,板面無缺欠、無德碰。
[0018]2)由上自下依次放置覆板、過渡層、基板、過渡層、覆板，隔離劑，覆板、過渡層、基板、過渡層、覆板構(gòu)成復(fù)合板坯，安置在低碳鋼制作的包套3 (如純鐵薄板制成的包套盒)中，各板的接合處外部采用氬弧焊點焊固定，上下覆板與包套3采用氧化鎂粉末的隔離層5進行隔離。過渡層4厚度為0.1-0.4mm。在脫氣孔6處焊接由低碳鋼(如低碳鋼Q235)或不銹鋼制成的導(dǎo)管。通過導(dǎo)管在0.2MPa下檢查氣密性，周邊焊接的隔離板各處焊縫若無泄露，若無問題則卸下充氣泵與壓力表。
[0019]3)—個(或多個)導(dǎo)管接到真空系統(tǒng)，開啟真空泵，將周邊焊接的隔離板內(nèi)腔的空氣排出。在真空度達< 5Pa時，啟動擴散泵達到更高的真空度(真空度< 0.0OlPa)。[0020]4)復(fù)合板坯包套安置在兩塊加熱板之間或感應(yīng)線圈中間。復(fù)合時保持真空度
0.00001?0.0OlPa，油壓機對復(fù)合板坯施加6MPa?IOMPa壓力壓合復(fù)合板坯。在80(T950°C進行擴散焊復(fù)合板坯并保溫2(T60min，然后隨爐冷卻至室溫。剝離包套，清除點焊焊肉，即可得到兩塊鈦鋼鈦復(fù)合板。
[0021]實際生產(chǎn)中，優(yōu)選投影尺寸1220mmX 2440mm的復(fù)合板坯，并配置可移動的三工位油壓機,油壓機工作臺尺寸為2000mmX 5000mm，工程壓力2.94MPa (3000t)。
[0022]步驟4)中復(fù)合板坯加熱方法，可采用上下兩塊加熱板直接對復(fù)合板坯加熱，也可采用中頻感應(yīng)加熱。其中，中頻感應(yīng)熱透式加熱電源，加熱時間短，能夠保證加熱方式的可操作性和溫控系統(tǒng)的可靠性。
[0023]實施例2
鈦板與鋼板的厚度比1.5:10 ;隔離劑為重量份數(shù)比為1.0:0.6的氧化鎂粉末與滑石粉的混合物。其他步驟同實施例1。
[0024]實施例3
鈦板與鋼板的厚度比為1.2:10 ;隔離劑為重量份數(shù)比為1.0: 1.6的氧化鎂粉末與滑石粉的混合物。其他步驟同實施例1。
[0025]實施例4
鈦板與鋼板的厚度比為1.4:10 ;隔離劑為重量份數(shù)比為1:1的氧化鎂粉末與滑石粉的混合物。其他步驟同實施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)剪裁鋼板、鈦板、過渡層材料:純鐵薄板或純銅薄板，打磨結(jié)合面后備用； 2)由上自下依次排列鈦板、過渡層材料、鋼板、過渡層材料、鈦板，隔離劑，鈦板、過渡層材料、鋼板、過渡層材料、鈦板構(gòu)成復(fù)合板坯，復(fù)合板組坯安置在低碳鋼制作的包套中；在復(fù)合板的接合處外部采用氬弧焊點焊固定，上下鈦板與包套的低碳鋼薄板采用氧化鎂粉末進行隔離；在包套脫氣孔處焊接導(dǎo)管，導(dǎo)管與充氣泵、壓力表相連，0.2MPa下檢查氣密性，若無問題則卸下充氣泵與壓力表； 3)將導(dǎo)管與真空系統(tǒng)相連，啟動機械泵抽真空至真空度<5Pa，啟動擴散泵使真空度<0.0OlPa ； 4)用油壓機在6MPa~10MPa壓力下壓合復(fù)合板坯，壓合時保持真空度0.0OOOf 0.0OlPa，采用電力加熱板或感應(yīng)線圈加熱在80(T95(TC進行擴散焊復(fù)合板坯并保溫2(T60min，然后保持壓力和真空度隨爐冷卻至室溫； 5)剝離包套，去除復(fù)合板周邊的點焊焊肉，得到兩張鈦鋼鈦復(fù)合板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟4)采用上下兩塊加熱板直接對復(fù)合板坯加熱或采用中頻感應(yīng)線圈透熱加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述鈦板與鋼板的厚度比為廣1.5:10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鋼鈦復(fù)合板擴散焊的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述隔離劑為氧化鎂粉末或重量份數(shù)比為1:0.6^1.6的氧化鎂粉末與滑石粉的混合物。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鋼鈦復(fù)`合板的擴散焊生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟I)中，打磨面采用真空氣氛保護。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鋼鈦復(fù)合板的擴散焊生產(chǎn)方法，其特征在于:所述包套是采用Q235低碳鋼薄板制作，導(dǎo)管由低碳鋼或不銹鋼制成。
【文檔編號】B23K20/14GK103817426SQ201410091679
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】宋洪海, 閻東輝 申請人:沈陽和世泰通用鈦業(yè)有限公司