一種無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鈦鋼復(fù)合板制備加工領(lǐng)域，涉及一種鈦鋼復(fù)合板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦具有良好的物理、化學(xué)性能與機械性能，但其冶煉技術(shù)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，因此鈦的價格很貴，很大程度限制了鈦的推廣及應(yīng)用。將鈦與其它金屬(如鋼、銅、鋁等)復(fù)合在一起，制成金屬復(fù)合材料，既可以發(fā)揮鈦的優(yōu)異性能，又可大大降低成本，因而近年來對類似材料的研究很多，其中鈦-鋼復(fù)合材料以其高強度、優(yōu)異的耐蝕性能和顯著的經(jīng)濟效益而被廣泛的應(yīng)用于化工、石油等工業(yè)部門。
[0003]使用直接乳制法生產(chǎn)鈦鋼復(fù)合板是目前的發(fā)展趨勢，相比傳統(tǒng)的爆炸復(fù)合法和爆炸-乳制法，具有產(chǎn)品尺寸規(guī)格靈活，性能穩(wěn)定，易實現(xiàn)機械化、自動化作業(yè)等優(yōu)點。但由于鈦與鐵的固溶度小，與鋼直接接觸將在界面上形成脆性相，因此人們通常采用添加薄層中間層的方法來解決，常用的中間層有鎳，銅等。但使用這些薄層金屬，在乳制變形量較大時，由于各層變形抗力不同，容易發(fā)生斷裂，導(dǎo)致結(jié)合強度不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，使用直接乳制法生產(chǎn)鈦鋼復(fù)合板，不添加中間層，通過采用較高的終乳溫度，使界面化合物破碎后產(chǎn)生微孔洞的可能性減小，從而使界面上的孔洞對結(jié)合性能的負面影響降低到最小，獲得性能優(yōu)良的鈦鋼復(fù)合板；利用該方法所得鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度高。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供一種種無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]a、對鋼板或鋼坯的表面以及鈦板的表面進行處理以去除表面污物和氧化層；
[0008]b、采用對稱組坯法將鋼板或鋼坯與鈦板進行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進行對稱組坯形成組合坯料；
[0009]C、組合坯料在真空環(huán)境下通過焊接將坯料的四周焊合；
[0010]d、將組合坯料加熱至960?1000°C，加熱120?360min ；
[0011]e、加熱后的坯料進行熱乳，控制開乳溫度9210°C以上，終乳溫度不低于800°C，并且控制單道次變形量均在15%?20%，乳制總變形量彡90% ;熱乳完成后冷卻至室溫。
[0012]優(yōu)選的，步驟d中，組合坯料加熱至980?1000°C。
[0013]進一步，所述鋼板或鋼坯的碳含量< 0.1%，鋼板為普碳鋼板，其所述鈦板為工業(yè)純鈦板(TAl或TA2) ο
[0014]優(yōu)選的，步驟a中，表面處理采用噴砂、酸洗、機械加工和清洗中的至少一種方法。
[0015]進一步，所述組合坯料由兩塊鋼板或鋼坯與置于其之間的一塊鈦板組成。
[0016]優(yōu)選的，步驟c中，真空度< IXlO2Pa,采用真空電子束焊接方法抽真空并進行焊接處理。
[0017]步驟e中，熱乳采用熱連乳機組，也可采用中厚板乳機來實現(xiàn)。
[0018]—種鈦鋼復(fù)合板，其采用上述方法制得，所述鈦鋼復(fù)合板的鋼板或鋼坯與鈦板之間不含有過渡層；即不添加中間層。
[0019]進一步，所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度>240MPa，優(yōu)選為250?280MPa。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]該發(fā)明乳制后獲得的鈦鋼復(fù)合板，結(jié)合效果良好，結(jié)合強度>240MPa，高于國家標準中同類鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的工藝方案如下:
[0023]①基板使用普碳鋼(碳含量最好在0.1 %以下)，復(fù)板使用商業(yè)純鈦(TAl或TA2);基板和復(fù)板表面進行磨拋處理，以去除表面污物和氧化層；
[0024]②按照鋼板/鈦板/鋼板的順序進行對稱組坯，然后在真空中將坯料四周焊合，真空度達到IXlO2Pa以下;
[0025]③將組合好的坯料加熱至960?1000°C，加熱時間為120?360min。
[0026]④將上述加熱后的坯料取出進行乳制，乳制總變形量彡90%，單道次變形量控制在15-20%左右；終乳溫度不低于800°C ;然后冷卻至室溫。
[0027]本發(fā)明的目的是使用直接乳制法生產(chǎn)鈦鋼復(fù)合板，不添加中間層，通過工藝控制，將界面脆性相對結(jié)合性能的負面影響降低到最小，獲得性能優(yōu)良的鈦鋼復(fù)合板。
[0028]該發(fā)明乳制后獲得的鈦鋼復(fù)合板，結(jié)合效果良好，結(jié)合強度>240MPa，高于國家標準中同類鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度。
[0029]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0030]實施例1
[0031]①加工尺寸分別為200 X 160 X 18mm的鋼板2 ±夬，160 X 120 X 20mm的鈦板一塊，對其表面進行磨拋處理，以去除表面污物和氧化層，然后按照鋼板/鈦板/鋼板的順序進行對稱組坯，在真空室內(nèi)將坯料四周焊合，真空度< 10 2Pa ;
[0032]②將準備好的坯料放入加熱爐內(nèi)加熱至990°C，保溫180min ；
[0033]③將加熱完成后的坯料取出進行乳制，道次變形量15%左右，經(jīng)過13道次乳制，累計變形量89%，開乳溫度為950°C，終乳溫度850°C，空冷至室溫；
[0034]④取樣進行結(jié)合強度測試，界面結(jié)合強度260MPa ;根據(jù)GB/T 8547-2006進行結(jié)合強度測試。
[0035]實施例2
[0036]①加工尺寸分別為200 X 160 X 18mm的鋼板2 ±夬，160 X 120 X 20mm的鈦板一塊，對其表面進行磨拋處理，以去除表面污物和氧化層，然后按照鋼板/鈦板/鋼板的順序進行對稱組坯，在真空室內(nèi)將坯料四周焊合，真空度< 10 2Pa ;
[0037]②將準備好的坯料放入加熱爐內(nèi)加熱至970°C，保溫240min ；
[0038]③將加熱完成后的坯料取出進行乳制，道次變形量20%左右，經(jīng)過10道次乳制，累計變形量90%，開乳溫度為920°C，終乳溫度830°C，空冷至室溫；
[0039]④取樣進行結(jié)合強度測試，界面結(jié)合強度255MPa ;根據(jù)GB/T 8547-2006進行結(jié)合強度測試。
[0040]實施例3
[0041]①加工尺寸分別為200 X 160 X 18mm的鋼板2 ±夬，160 X 120 X 20mm的鈦板一塊，對其表面進行磨拋處理，以去除表面污物和氧化層，然后按照鋼板/鈦板/鋼板的順序進行對稱組坯，在真空室內(nèi)將坯料四周焊合，真空度< 10 2Pa ;
[0042]②將準備好的坯料放入加熱爐內(nèi)加熱至960°C，保溫240min ；
[0043]③將加熱完成后的坯料取出進行乳制，道次變形量20%左右，經(jīng)過11道次乳制，累計變形量91 %，開乳溫度為910°C，終乳溫度820°C，空冷至室溫；
[0044]④取樣進行結(jié)合強度測試，界面結(jié)合強度280MPa ;根據(jù)GB/T 8547-2006進行結(jié)合強度測試。
[0045]對比例I
[0046]采用與實施例1相同的鈦板和鋼板，只是在步驟2中的加熱溫度采用820_950°C，步驟③中道次變形量10%左右，經(jīng)過12道次乳制，累計變形量85%，終乳溫度740°C，水冷至680°C后空冷；其他工藝操作同實施例；取樣根據(jù)GB/T 8547-2006進行結(jié)合強度的測試，界面結(jié)合強度< 200MPa。
[0047]可見，本發(fā)明通過創(chuàng)造性探索發(fā)現(xiàn)合適的加熱溫度及變形量、終乳溫度等因素相互配合，即可實現(xiàn)不含中間層的鈦鋼復(fù)合板也能達到高界面強度(大于240MPa)，而由于不含中間層，一方面可簡化工序，一方面也大大降低了生產(chǎn)成本。
【主權(quán)項】
1.無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: a、對鋼板或鋼坯的表面以及鈦板的表面進行處理以去除表面污物和氧化層； b、采用對稱組坯法將鋼板或鋼坯與鈦板進行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進行對稱組坯形成組合坯料； C、組合坯料在真空環(huán)境下通過焊接將坯料的四周焊合； d、將組合坯料加熱至960?1000。。，加熱120?360min； e、加熱后的坯料進行熱乳，控制開乳溫度910°C以上，終乳溫度不低于800°C，并且控制單道次變形量均在15%?20%，乳制總變形量彡90% ;熱乳完成后冷卻至室溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟d中，組合坯料加熱至980?1000 °C。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述鋼板或鋼坯的碳含量< 0.1%，所述鈦板為工業(yè)純鈦板。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟a中，表面處理采用噴砂、酸洗、機械加工和清洗中的至少一種方法。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟b中，所述組合坯料由兩塊鋼板或鋼坯與置于其之間的一塊鈦板組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項所述的無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟c中，真空度< IXlO2Pa,采用真空電子束焊接方法抽真空并進行焊接處理。7.鈦鋼復(fù)合板，其采用權(quán)利要求1?6任一項所述的方法制得。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈦鋼復(fù)合板，其特征在于，所述鈦鋼復(fù)合板的鋼板或鋼坯與鈦板之間不含有中間層，所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度> 240MPa。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈦鋼復(fù)合板，其特征在于，所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度為.250 ?280MPa。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鈦鋼復(fù)合板制備加工領(lǐng)域，涉及一種無中間層鈦鋼復(fù)合板的制造方法。本發(fā)明提供一種無中間層鈦鋼復(fù)合板的制備方法，所述方法包括以下步驟：a、對鋼板或鋼坯的表面以及鈦板的表面進行處理以去除表面污物和氧化層；b、采用對稱組坯法將鋼板或鋼坯與鈦板進行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進行對稱組坯形成組合坯料；c、組合坯料在真空環(huán)境下通過焊接將坯料的四周焊合；d、將組合坯料加熱至960～1000℃，加熱120～360min；e、加熱后的坯料進行熱軋，控制開軋溫度910℃以上，終軋溫度不低于800℃，并且控制單道次變形量均在15％～20％，軋制總變形量≥90％；熱軋完成后冷卻至室溫。利用該方法所得鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強度高。
【IPC分類】B21B1/38, B21C37/02
【公開號】CN105080997
【申請?zhí)枴緾N201510543693
【發(fā)明人】彭琳, 李軍, 楊柳, 于輝, 欒佰峰, 肖聰
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月31日