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一種大寬幅大面積不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法與流程

文檔序號:11667010閱讀:336來源:國知局
一種大寬幅大面積不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法與流程

本發(fā)明屬于雙金屬復(fù)合板軋制技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種大寬幅大面積不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法。



背景技術(shù):

目前不銹鋼復(fù)合鋼板的生產(chǎn)方法主要有三種,一種是直接爆炸焊接法,一種是軋制法,另一種是爆炸軋制法。直接爆炸焊接法是將不銹鋼與普通碳鋼放置在細軟的沙床上,然后平鋪適量炸藥爆炸復(fù)合而成,這種方法一般只能生產(chǎn)復(fù)板厚度在2-12mm的(寬度在1600mm以下)不銹鋼復(fù)合鋼板。要生產(chǎn)復(fù)板厚度在2-4mm,寬度大于1600mm的不銹鋼復(fù)合板就只能通過拼焊的方式,加大不銹鋼復(fù)板的寬度,然后直接爆炸復(fù)合。但是這種生產(chǎn)方法焊接工作量大,生產(chǎn)效率低。

軋制法是將不銹鋼板與碳鋼板焊接成坯后抽真空加熱熱軋,這種生產(chǎn)方法工藝復(fù)雜,產(chǎn)品質(zhì)量難于控制,且需專用軋機,投資和生產(chǎn)成本高。

爆炸軋制法是先用爆炸焊接法將不銹鋼中厚板和碳鋼中厚板或者碳鋼特厚板制成不銹鋼復(fù)合板坯,然后用軋機進一步軋制成不銹鋼復(fù)合板。采用該法生產(chǎn)大寬幅大面積的不銹鋼復(fù)合板有兩種方式:一是采用普通的直接爆炸焊接法制備復(fù)合板坯,然后進行全縱向軋制。這種方法制成的復(fù)合板坯在距四邊20-40mm范圍內(nèi)存在未完全結(jié)合區(qū),需要切除邊部的未完全結(jié)合區(qū)。即使切除了邊部未完全結(jié)合區(qū),切除后的復(fù)合板坯的邊部還存在結(jié)合不良區(qū),在軋制的過程中,依然會出現(xiàn)分層、開裂等缺陷,導(dǎo)致發(fā)生纏輥、斷輥等事故,不僅影響生產(chǎn)效率,而且某些大寬度不銹鋼復(fù)合板的寬度不能保證。二是將不銹鋼復(fù)板拼焊后采用爆炸焊接法制成復(fù)合板坯,然后進行全縱向軋制,該方法除了有上述第一條的缺陷外,不銹鋼復(fù)板拼焊需要大量的焊接工作,生產(chǎn)效率低。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種大寬幅大面積不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法,以解決現(xiàn)有生產(chǎn)方法工藝復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量難以控制、生產(chǎn)效率低,由于需要專用軋機造成投資和生產(chǎn)成本高的問題。

為了解決上述問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:

一種大寬幅大面積不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法,包括以下步驟:

步驟一、組坯設(shè)計:

(1)根據(jù)成品不銹鋼復(fù)合板的總厚度、成品復(fù)層厚度、成品基層厚度、成品基復(fù)層厚度比要求,按照復(fù)板和基板在軋制時的變形規(guī)律,計算在總壓下率不低于80%的條件下,能夠達到設(shè)計要求的復(fù)合板坯的總厚度及復(fù)板和基板的厚度,確定爆炸制坯用不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的厚度及復(fù)合板坯的總厚度;設(shè)置總壓下率不小于80%是因為大變形量可以提高成品的強度,在其他條件相同的條件下,總變形量越大,成品強度越高;

(2)在成品寬度的基礎(chǔ)上加50-70mm作為軋制后不銹鋼復(fù)合板在計算時的成品寬度,以此寬度作為橫向軋制后的板坯長度,倒推計算復(fù)合板坯的最小寬度;

(3)根據(jù)復(fù)合板坯的總厚度和最小寬度及計算時的成品尺寸規(guī)格,按照體積不變定律計算復(fù)合板坯的最小長度;

(4)采用正推的方法,結(jié)合實際情況,進一步對不銹鋼復(fù)合板坯的尺寸進行優(yōu)化設(shè)計;

(5)根據(jù)厚板爆炸焊接時的邊際效應(yīng),將不銹鋼復(fù)板的寬度和長度分別加長加寬20-40mm,完成組坯;組坯設(shè)計的主要目的是通過工藝設(shè)計,獲得最佳的基、復(fù)板尺寸,在保證成品尺寸規(guī)格的基礎(chǔ)上提高成材率,降低資源浪費;

步驟二、坯料表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的兩個復(fù)合面進行打磨處理,除去鋼板表面的臟物;本步驟是為了獲得干凈、整潔,有一定粗糙度的復(fù)合面,防止臟物影響復(fù)合質(zhì)量,保證并提高結(jié)合強度;

步驟三、爆炸制坯:

采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板上設(shè)置炸藥層,炸藥層的頂部連接起爆雷管,不銹鋼復(fù)板的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱,間隙柱的底端設(shè)有碳鋼基板;本步驟的目的是通過工藝設(shè)計,計算并確定炸藥的爆速、間隙柱的高度、炸藥的布藥厚度等關(guān)鍵工藝參數(shù),并確定炸藥的布藥方式和起爆方式,從而將復(fù)板和基板制成合格的復(fù)合板坯;

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除;對切除的部分進行補焊,并用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,完成補焊修磨;切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;探傷可查明并探知爆炸焊接缺陷區(qū)詳細位置,以便對缺陷區(qū)進行補焊修磨,從而保證補焊區(qū)與鋼板表面平整光滑;將邊部的焊接不良區(qū)切除,防止軋制的過程中邊部破裂,產(chǎn)生軋鋼事故;

步驟五、坯料加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;由于不銹鋼的變形抗力略大于碳鋼,在軋制過程中,碳鋼向頭尾兩側(cè)的流動程度略大于碳鋼,鋼板頭尾部冷速較快,不銹鋼的熱擴散系數(shù)小,鋼板越薄,頭尾兩側(cè)會向不銹鋼一側(cè)輕度翹起。采用該放置方式可避免鋼板頭尾部卡在輥道中,產(chǎn)生軋鋼事故,保證生產(chǎn)順行;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓不低于21mpa;氧化鐵皮會影響鋼板的正常軋制狀態(tài),并對鋼板的表面質(zhì)量造成影響,因此需要除去;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機軋制,前幾個道次至少保證1道次橫向軋制,后續(xù)進行4-8道次縱向軋制;本步驟充分利用軋機的大壓下條件進行展寬,達到所需要的寬度,克服了全縱軋法導(dǎo)致的不銹鋼復(fù)合板長度方向和寬度方向性能的差異,提高了不銹鋼復(fù)合板的各項同性性能;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻;待不銹鋼復(fù)合板冷卻至400-450℃時,送入矯直機進行3-5次矯直;然后用切邊剪和定尺剪切除邊部,單邊切邊量為10-20mm,并分別切除頭尾部缺陷300-600mm;用拋光機對不銹鋼表面進行拋光。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,步驟一中使用厚度為14mm-20mm的不銹鋼復(fù)板,厚度為40mm-100mm的碳鋼基板進行組坯。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,不銹鋼復(fù)板為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼或馬氏體不銹鋼;碳鋼基板為普碳鋼或低合金鋼。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,奧氏體不銹鋼為304和316,鐵素體不銹鋼為439,雙相不銹鋼為2205,馬氏體不銹鋼為30cr不銹鋼,普碳鋼為q235b、q345b或q345r。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,步驟三中所述起爆雷管設(shè)置在不銹鋼復(fù)板的中心位置,間隙柱沿鋼板長度方向?qū)ΨQ布置在不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板中間,中部炸藥層的高度為80-100mm,邊部炸藥層的高度為中部炸藥層高度的2-3倍,邊部炸藥層與不銹鋼復(fù)板四邊的距離為60-80mm,間隙柱的高度為16-22mm。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,炸藥選用爆速在2000-3000m/s的特種炸藥。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,步驟五中復(fù)合板坯在加熱爐內(nèi)的一加溫度為850-1050℃,加熱速度為500-850℃/h;二加溫度為1050-1150℃,加熱速度為150-250℃/h;均熱段溫度為1150-1250℃;復(fù)合板坯的在爐時間為2-4h,均熱段加熱時間45-90min。

為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,步驟六中軋制的開軋溫度為1050-1150℃,終軋溫度為930-1000℃,首道次壓下率≥25%,總壓下率≥80%,在軋制過程中,保證2-3次高壓水精除鱗。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:

本發(fā)明克服了直接爆炸焊接法不能生產(chǎn)大寬幅不銹鋼復(fù)合板的局限,在直接爆炸焊接生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板的基礎(chǔ)上,充分利用現(xiàn)有中厚板軋機生產(chǎn)線的設(shè)備,生產(chǎn)寬度大于1600mm的不銹鋼復(fù)合板,提高不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)效率,節(jié)省了大量投資;省去爆炸焊接前不銹鋼板的拼焊修磨過程,減少爆炸焊接的備坯時間,進一步提高生產(chǎn)效率;減少不銹鋼復(fù)合板在后續(xù)使用過程中的焊接工作量,提高下游客戶的生產(chǎn)效率;本發(fā)明生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板結(jié)合界面的結(jié)合強度高于采用直接熱軋、冷軋等方法生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板,安全、可靠性高;克服了不銹鋼中厚板爆炸制坯生產(chǎn)大寬幅大面積不銹鋼復(fù)合板成材率較低的問題,降低爆炸制坯的單邊切除量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明起爆方式示意圖;

圖2為本發(fā)明中采用復(fù)板為304不銹鋼、基板為q235b碳鋼生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板的結(jié)合界面在光學(xué)顯微鏡下的組織形態(tài);

圖3本發(fā)明中采用復(fù)板為304不銹鋼、基板為q235b碳鋼生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板的結(jié)合界面在sem下的組織形態(tài)。

附圖標(biāo)記含義如下:1、起爆雷管;2、炸藥層;3、不銹鋼復(fù)板;4、間隙柱;5、碳鋼基板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明中的原料和輔料均由市場商購。

實施例1:

步驟一、組坯設(shè)計:

(1)根據(jù)成品不銹鋼復(fù)合板的總厚度、成品復(fù)層厚度、成品基層厚度、成品基復(fù)層厚度比要求,按照復(fù)板和基板在軋制時的變形規(guī)律,計算在總壓下率為80%時,能夠達到設(shè)計要求的復(fù)合板坯的總厚度及復(fù)板和基板的厚度,確定爆炸制坯用不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的厚度及復(fù)合板坯的總厚度;

不銹鋼復(fù)合板坯的總厚度h的計算公式為:h=h/(1-);

不銹鋼復(fù)板厚度hf的計算公式為:hf=hf/(1-)/k;

碳鋼基板厚度hj的計算公式為:hj=h-hf/(1-)/k;

式中:h為成品不銹鋼復(fù)合板的總厚度;

hf為成品復(fù)層厚度;

hj為成品基層厚度;

m為基復(fù)層厚度比,一般情況下,m≥3;

為總壓下率;

k為復(fù)板和基板在軋制過程中的變形比,k值為1.0-1.3;

(2)在成品寬度的基礎(chǔ)上加n作為軋制后不銹鋼復(fù)合板計算時的成品寬度,以此寬度作為橫向軋制后的板坯長度,倒推計算復(fù)合板坯的最小寬度;

橫向軋制總壓下量為h,則按照體積不變定律,復(fù)合板坯的最小寬度b1的計算公式為:;

式中:h為不銹鋼復(fù)合板坯的總厚度;

h為總壓下量;

b為成品寬度;

n值為50-70mm,本實施例選用50mm;

(3)根據(jù)復(fù)合板坯的總厚度和最小寬度及計算時的成品尺寸規(guī)格,按照體積不變定律計算復(fù)合板坯的最小長度l1;

復(fù)合板坯的最小長度l1的計算公式為:;

式中:l為成品定尺長度;

l為頭尾缺陷長度;

(4)采用正推的方法,結(jié)合實際情況,對不銹鋼復(fù)合板坯的尺寸進行進一步的優(yōu)化設(shè)計;

該步驟主要是考慮軋機的實際軋制能力,對橫軋道次數(shù)和總壓下量h進行優(yōu)化設(shè)計,同時考慮塌邊區(qū)的長度和寬度和實際切邊量控制等情況,用軋制公式對復(fù)合板坯的寬度和長度進一步進行適當(dāng)修正;

復(fù)合板坯的寬度b2=b1+r1;長度l2=l1+r1;

式中:b1為復(fù)合板坯的寬度;

l1為復(fù)合板坯的長度;

r1為撕裂區(qū)的長度和寬度,通常為20mm;

(5)根據(jù)厚板爆炸焊接時的邊際效應(yīng),將不銹鋼復(fù)板的寬度和長度分別加長加寬r2(r2為20-40mm,此處選r2為20mm),完成組坯;

最終的復(fù)合板坯寬度b=b2+r2;長度l=l2+r2;

步驟二、坯料表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)合板和碳鋼基板的兩個復(fù)合面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱銅片4,間隙柱銅片4的底端設(shè)有碳鋼基板5;中部炸藥層的高度為80mm,邊部炸藥層的高度為160mm,邊部炸藥層與不銹鋼復(fù)板四邊的距離為60mm,間隙柱銅片的高度為160mm。

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm寬的撕裂缺陷;

步驟五、坯料加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合坯料放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,入爐時確保不銹鋼復(fù)合板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓控制在21mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行軋制,前3道次進行橫向軋制,后4道次進行縱向軋制;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至400℃時,送入矯直機進行3次矯直,切除邊部,單邊切邊量為10mm,分別切除頭尾部缺陷300mm,用拋光機對不銹鋼的表面進行拋光。

實施例2:

步驟一、組坯設(shè)計:

(1)根據(jù)成品不銹鋼復(fù)合板的總厚度、成品復(fù)層厚度、成品基層厚度、基復(fù)層厚度比要求,按照復(fù)板和基板在軋制時的變形規(guī)律,計算在總壓下率為90%時,能夠達到設(shè)計要求的復(fù)板和基板的厚度,確定爆炸制坯用不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的厚度;

不銹鋼復(fù)合板坯的總厚度h的計算公式為:h=h/(1-);

不銹鋼復(fù)板厚度hf的計算公式為:hf=hf/(1-)/k;

碳鋼基板厚度hj的計算公式為:hj=h-hf/(1-)/k;

式中:h為成品不銹鋼復(fù)合板的總厚度;

hf為成品復(fù)層厚度;

hj為成品基層厚度;

m為基復(fù)層厚度比,一般情況下,m≥3;

為總壓下率;

k為復(fù)板和基板在軋制過程中的變形比,k值為1.0-1.3;

(2)在成品寬度b的基礎(chǔ)上加n作為軋制后不銹鋼復(fù)合板計算時的成品寬度,以此寬度作為橫向軋制后的板坯長度,倒推計算復(fù)合板坯的最小寬度;

橫向軋制總壓下量為h,則按照體積不變定律,復(fù)合板坯的最小寬度的計算公式為:;

式中:h為不銹鋼復(fù)合板坯的總厚度;

h為總壓下量;

b為成品寬度;

n值為50-70mm,本實施例選用70mm;

(3)根據(jù)復(fù)合板坯的總厚度和最小寬度及計算時的成品尺寸規(guī)格,按照體積不變定律計算復(fù)合板坯的最小長度;

復(fù)合板坯的最小長度的計算公式

式中:l為成品定尺長度;

l為頭尾缺陷長度;

(4)采用正推的方法,結(jié)合實際情況,對不銹鋼復(fù)合板坯的尺寸進行進一步的優(yōu)化設(shè)計;

該步驟主要是考慮軋機的實際軋制能力,對橫軋道次數(shù)和總壓下量h進行優(yōu)化設(shè)計,同時考慮塌邊區(qū)的長度和寬度r1和實際切邊量控制情況,用軋制公式對復(fù)合板坯的寬度b1和長度l1進一步進行適當(dāng)修正;

復(fù)合板坯的寬度b2=b1+r1;長度l2=l1+r1;

式中:b1為復(fù)合板坯的寬度;

l1為復(fù)合板坯的長度;

r1為撕裂區(qū)的長度和寬度,通常為20mm;

(5)根據(jù)厚板爆炸焊接時的邊際效應(yīng),將不銹鋼復(fù)板的寬度和長度分別加長加寬r2(r2為20-40mm,此處選r2為40mm),完成組坯;

最終的復(fù)合板坯寬度b=b2+r2;長度l=l2+r2;

步驟二、坯料表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)合板和碳鋼基板表面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱銅片4,間隙柱銅片4的底端設(shè)有碳鋼基板5;中部炸藥層的高度為100mm,邊部炸藥層的高度為300mm,邊部炸藥層與不銹鋼復(fù)板的四邊距離為80mm,間隙柱銅片的高度為220mm。

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;

步驟五、板坯加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓控制在25mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行軋制,第1道次進行橫向軋制,后8道次縱向軋制;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至450℃時,送入矯直機進行5次矯直,切除邊部,單邊切邊量為20mm,分別切除頭尾部缺陷600mm,用拋光機對不銹鋼的表面進行拋光。

實施例3:

步驟一、組坯設(shè)計:

選取復(fù)板為304不銹鋼,基板為q235b的爆炸焊接板坯,其中304不銹鋼的厚度為20mm,q235b鋼板厚度為100mm,總厚度為120mm;不銹鋼復(fù)板寬度為1380mm,長度為2580mm;碳鋼基板寬度為1340mm,長度為2540mm;

步驟二、板坯表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的兩個復(fù)合面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2選用爆速在3000m/s的特種炸藥,炸藥層2距不銹鋼復(fù)板3的四邊80mm,中部炸藥層2的高度為100mm,邊部炸藥層2的高度為中部高度的3倍,中部炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,起爆雷管1設(shè)置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱4,間隙柱4的高度為22mm,間隙柱4沿鋼板長度方向?qū)ΨQ布置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置的兩側(cè),間隙柱4的底端設(shè)有碳鋼基板5;

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;

步驟五、板坯加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,復(fù)合板坯的一加溫度為1050℃,加熱速度為850℃/h;二加溫度為1150℃,加熱速度為250℃/h;均熱段溫度為1250℃;復(fù)合板坯的在爐時間為2h,均熱段加熱時間45min,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去復(fù)合板坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓不低于21mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行9道次軋制,前三道次橫軋,道次壓下量分別為30mm、21mm、15mm、12mm、10mm、7mm、5mm、4.5mm、3.5mm,總壓下率控制在90%,開軋溫度為1150℃,終軋溫度為1000℃,軋制過程第三道次和第五道次精除鱗;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至450℃時,送入矯直機進行3次矯直,切除邊部,單邊切邊量為10mm,分別切除頭尾部缺陷600mm,對不銹鋼板的表面進行拋光。

本實施例得到總厚度為12.2mm的不銹鋼復(fù)合板,不銹鋼復(fù)板厚度為2.2mm,定尺寬度滿足2850mm,定尺長度滿足10m,不平度≤9mm/m,經(jīng)檢測,其剪切強度為300-400mpa,高于國標(biāo)要求的210mpa,其他性能全部合格。

實施例4

步驟一、組坯設(shè)計:

選取復(fù)板為316不銹鋼,基板為q345r的爆炸焊接板坯,其中316不銹鋼厚度為16mm,q345r鋼板厚度為64mm,總厚度為80mm;不銹鋼復(fù)板寬度為1520mm,長度為2640mm;碳鋼基板寬度為1490mm,長度為2610mm;

步驟二、板坯表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的兩個復(fù)合面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2選用爆速在2000m/s的特種炸藥,炸藥層2距不銹鋼復(fù)板3的四邊70mm,中部炸藥層2的高度為90mm,邊部炸藥層2的高度為中部高度的2.5倍,中部炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,起爆雷管1設(shè)置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱4,間隙柱4的高度為16mm,間隙柱4沿鋼板長度方向?qū)ΨQ布置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置的兩側(cè),間隙柱4的底端設(shè)有碳鋼基板5;

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊方式進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;

步驟五、板坯加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,復(fù)合板坯的一加溫度為850℃,加熱速度為500℃/h;二加溫度為1050℃,加熱速度為150℃/h;均熱段溫度為1150℃;復(fù)合板坯的在爐時間為4h,均熱段加熱時間90min,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓不低于21mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行8道次軋制,前兩道次橫軋,道次壓下量分別為20mm、15mm、11mm、8mm、6mm、5mm、3mm、2mm,開軋溫度為1050℃,終軋溫度為930℃,總壓下率87.5%,軋制過程第三道次和第五道次精除鱗;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至450℃時,送入矯直機進行5次矯直,切除邊部,單邊切邊量為20mm,分別切除頭尾部缺陷300mm,對不銹鋼板的表面進行拋光。

本實施例得到總厚度為12.1mm的不銹鋼復(fù)合板,不銹鋼復(fù)板厚度為2.1mm,定尺寬度滿足2500mm,定尺長度滿足9m,不平度≤9mm/m,經(jīng)檢測,其剪切強度在300-400mpa,高于國標(biāo)要求的210mpa,其他性能全部合格。

實施例5

步驟一、組坯設(shè)計:

選取復(fù)板為439不銹鋼,基板為q345b的爆炸焊接板坯,其中439不銹鋼厚度為14mm,q345b鋼板厚度為76mm,總厚度為90mm;不銹鋼復(fù)合板寬度為1560mm,長度為2460mm;碳鋼基板寬度為1540mm,長度為2440mm;

步驟二、板坯表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)合板和碳鋼基板表面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2選用爆速在2300m/s的特種炸藥,炸藥層2距不銹鋼復(fù)板3的四邊60mm,中部炸藥層2的高度為80mm,邊部炸藥層2的高度為中部炸藥層高度的2倍,中部炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,起爆雷管1設(shè)置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱4,間隙柱4的高度為16mm,間隙柱4沿鋼板長度方向?qū)ΨQ布置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置的兩側(cè),間隙柱4的底端設(shè)有碳鋼基板5;

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;

步驟五、板坯加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,復(fù)合板坯一加溫度為1000℃,加熱速度為800℃/h;二加溫度為1150℃,加熱速度為200℃/h;均熱段溫度為1180℃;復(fù)合板坯的在爐時間為3h,均熱段加熱時間60min,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓不低于21mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行7道次軋制,前兩道次橫軋,道次壓下量分別為22mm、16mm、12mm、9mm、6mm、5mm、3mm,開軋溫度為1080℃,終軋溫度為955℃,總壓下率控制在80%,第三道次和第五道次精除鱗;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至430℃時,送入矯直機進行4次矯直,切除邊部,單邊切邊量為15mm,分別切除頭尾部缺陷450mm,對不銹鋼板的表面進行拋光。

本實施例得到總厚度為18.1mm的不銹鋼復(fù)合板,不銹鋼復(fù)板厚度為3.2mm,定尺寬度滿足2550mm,定尺長度滿足6m,不平度≤9mm/m,經(jīng)檢測,其剪切強度在300-400mpa,高于國標(biāo)要求的210mpa;其他性能全部合格。

實施例6

步驟一、組坯設(shè)計:

選取復(fù)板為2205不銹鋼,基板為q345b的爆炸焊接板坯,其中2205不銹鋼厚度為18mm,q345b鋼板厚度為82mm,總厚度為100mm;不銹鋼復(fù)板寬度為1530mm,長度為2580mm;碳鋼基板寬度為1490mm,長度為2540mm。

步驟二、板坯表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)板和碳鋼基板的兩個復(fù)合面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2選用爆速在2800m/s的特種炸藥,炸藥層2距不銹鋼復(fù)板3的四邊80mm,中部炸藥層2的高度為100mm,邊部炸藥層2的高度為中部高度的3倍,中部炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,起爆雷管1設(shè)置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱4,間隙柱4的高度為20mm,間隙柱4沿鋼板長度方向?qū)ΨQ布置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置的兩側(cè),間隙柱4的底端設(shè)有碳鋼基板5;

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;

步驟五、板坯加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,復(fù)合板坯的一加溫度為1050℃,加熱速度為850℃/h;二加溫度為1150℃,加熱速度為250℃/h;均熱段溫度為1150℃;復(fù)合板坯的在爐時間為2h,均熱段加熱時間45min,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓不低于21mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行7道次軋制,前兩道次橫軋,道次壓下量分別為25mm、18mm、13mm、10mm、7mm、5mm、2mm,開軋溫度為1150℃,終軋溫度為1000℃,總壓下率控制在80%,軋制過程第三道次、第五道次和第六道次精除鱗;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至400℃時,送入矯直機進行3次矯直,切除邊部,單邊切邊量為15mm,分別切除頭尾部缺陷550mm,對不銹鋼板的表面進行拋光。

本實施例得到總厚度為20.1mm的不銹鋼復(fù)合板,不銹鋼復(fù)板厚度為4.1mm,定尺寬度滿足2500mm,定尺長度滿足6m,不平度≤9mm/m,經(jīng)檢測,其剪切強度在300-400mpa,高于國標(biāo)要求的210mpa,其他性能全部合格。

實施例7

步驟一、組坯設(shè)計:

選取復(fù)板為30cr不銹鋼,基板為q345b的爆炸焊接板坯,其中30cr不銹鋼厚度為20mm,q345b鋼板厚度為60mm,總厚度為80mm;不銹鋼復(fù)合板寬度為1580mm,長度為2650mm;碳鋼基板寬度為1540mm,長度為2610mm;

步驟二、板坯表面清理:

對組坯后的不銹鋼復(fù)合板和碳鋼基板表面進行打磨處理,除去鋼板表面的鐵銹、油污等臟物;

步驟三、爆炸制坯:

如圖1所示,采用邊部三角形階梯布藥方式和中心起爆法進行爆炸制坯:在不銹鋼復(fù)板3上設(shè)置炸藥層2,炸藥層2選用爆速在2700m/s的特種炸藥,炸藥層2距不銹鋼復(fù)板3的四邊70mm,中部炸藥層2的高度為90mm,邊部炸藥層2的高度為中部炸藥層高度的2.5倍,炸藥層2的頂部連接起爆雷管1,起爆雷管1設(shè)置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置,不銹鋼復(fù)板3的下方設(shè)有數(shù)個間隙柱4,間隙柱4的高度為210mm,間隙柱4沿鋼板長度方向?qū)ΨQ布置在不銹鋼復(fù)板3的中心位置的兩側(cè),間隙柱4的底端設(shè)有碳鋼基板5;

步驟四、探傷、補焊修磨和邊部缺陷切除:

使用超聲波探測儀對制備的不銹鋼復(fù)合板坯進行探傷檢測,將探傷檢測到的爆炸焊接缺陷區(qū)附近的不銹鋼板切除,采用鎢極氬弧焊進行補焊,用砂輪機對焊縫附近區(qū)域打磨清理,切除不銹鋼復(fù)合板坯四邊20mm的撕裂缺陷;

步驟五、板坯加熱和除鱗:

將清理完畢后的復(fù)合板坯放入步進梁式加熱爐內(nèi)進行加熱,復(fù)合板坯的一加溫度為1000℃,加熱速度為800℃/h;二加溫度為1130℃,加熱速度為200℃/h;均熱段溫度為1180℃;復(fù)合板坯的在爐時間為3h,均熱段加熱時間60min,入爐時確保不銹鋼復(fù)板層位于上方,碳鋼基板層位于下方;

用高壓水除去鋼坯表面的氧化鐵皮,粗軋前高壓水除鱗時噴嘴處的水壓不低于21mpa;

步驟六、軋制:

將除鱗后的復(fù)合板坯送入軋機進行7道次軋制,前兩道次橫軋,道次壓下量分別為20mm,15mm,10mm,8mm,6mm,3mm,2mm,開軋溫度為1080℃,終軋溫度為980℃,總壓下率控制在80%,軋制過程第三道次和第五道次精除鱗;

步驟七、冷卻、矯直和精整:

采用空冷的冷卻方式對軋制完畢后的不銹鋼復(fù)合板進行冷卻,待不銹鋼復(fù)合板冷卻至420℃時,送入矯直機進行3次矯直,切除邊部,單邊切邊量為20mm,分別切除頭尾部缺陷600mm,對不銹鋼板的表面進行拋光。

本實施例得到總厚度為16.1mm的不銹鋼復(fù)合板,不銹鋼復(fù)板厚度為4.1mm,定尺寬度滿足2600mm,定尺長度滿足6m,不平度≤9mm/m,經(jīng)檢測,其剪切強度在300-400mpa,高于國標(biāo)要求的210mpa,其他性能全部合格。

如圖2所示,本發(fā)明中采用復(fù)板為304不銹鋼、基板為q235b碳鋼生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板的結(jié)合界面不再完全呈大波狀結(jié)合,而是經(jīng)過軋制后波形變得較為平緩,貼近波形結(jié)合界面處的氣孔、微裂紋等缺陷消失,結(jié)合界面變得更為緊密。

如圖3所示,本發(fā)明中采用復(fù)板為304不銹鋼、基板為q235b碳鋼生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板的結(jié)合界面上存在不均勻分布的微小氣孔,結(jié)合界面處的晶粒非常細小,為超細晶粒,這是采用該方法生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板剪切強度高達300-400mpa的根本原因。

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