採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法
2023-06-10 01:13:31 1
專利名稱：採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法
技術領域：
本發明涉及金屬複合板的製造技術，特別是指一種採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法。
背景技術：
金屬複合鋼板、複合卷板的應用主要基於經濟性和節約資源的目的，以及在各種設備上的特殊用途。例如，要求具備抗腐蝕能力的壓力容器板，以採用不鏽鋼板製造比較合理，但成本高，如果採用普通碳素鋼板與不鏽鋼板複合製得的複合板製造同樣的壓力容器板，不鏽鋼板的厚度僅整體厚度的2～10％，這樣不僅滿足了容器的抗腐蝕性能和足夠高的強度，而且也大大的降低了成本。另外，某些具有優異耐熱、耐腐蝕及導電、導熱性能的金屬材料，如銅、錳、鈦或鉻等，存在資源稀缺的問題，若採用雙層或多層複合板，不但有利於節省資源，也能滿足很多工程中的特殊需要。
目前，金屬複合板的生產主要是採用爆破法製造，存在的缺點是基層金屬和復層金屬之間的結合面為物理結合，其結合強度低，因而複合板的後加工性能差，不能進行彎、折、焊、壓等加工。中國專利一種金屬複合釺料(專利號ZL94108021.7)公開了一種金屬複合用釺料配方，在此基礎上，本申請的發明人提出了利用該釺料配方生產金屬複合板的方法，但存在專用設備多、設備投入大、不能在普通的中型軋機生產複合板等不足，經發明人多年努力，開發出利用該釺料生產金屬複合板的新方法，其方法的實質是通過生產釺焊金屬複合板坯然後通過普通的中型軋機軋制各種規格的金屬複合板。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可以利用普通軋機生產線軋制多種規格的金屬複合板、投資成本低，效益巨大的一種採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法。
本發明的目的是通過下述的技術方案予以實現一種採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法，包括下述步驟(1)根據產品要求確定基層金屬板、復層金屬板的外形尺寸；(2)清理基層金屬板、復層金屬板的待覆合表面；(3)組坯將兩塊復層金屬重疊放置在兩塊基層金屬板之間，並在基層金屬板和復層金屬板之間放置釺焊料，在兩塊復層金屬板之間防止高溫防粘劑，在壓力下於兩層復層板周邊的兩層基層金屬板之間焊接分隔板，並將分隔板外側的兩層基層金屬板邊緣連續焊接後將復層金屬板密封；(4)鑽孔抽真空；(5)將抽真空後的複合坯在軋機上於900～1150℃熱軋成型；(6)精整後切邊分離即得複合板。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法中所述的基層金屬板是碳素鋼板、合金鋼板中的一種，所述的復層金屬板是不鏽鋼板、銅板、鈦板或鋁板中的一種。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法中步驟(3)中所述的釺焊料為箔料、鍍料或粉料，分別採用貼、噴或刷的方式上料，厚度為1～10微米。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法中步驟(3)中所述的高溫防粘劑採用可耐1400～1500℃溫度的高純度金屬氧化物超細粉。如採用經濟實用的輕質氧化鎂超細粉。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法中步驟(3)的組坯壓力不小於150T/M2。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法中步驟(3)在組坯焊接時應在分隔板與復層金屬板周邊留出5～10mm的復層金屬板延展間隙。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法步驟(3)中兩層基層板邊緣連續焊接密封的焊縫深度≥25mm，以保證熱軋時複合坯的強度，防止出現分層。
上述採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法中步驟(4)的抽真空條件為400℃±10℃保溫30分鐘，持續抽真空保持在1×10-2Pa～1×10-3Pa。
本發明的方法可以利用現有的中型熱軋機直接生產性能優良的金屬複合板，金屬複合板的機械性能、防腐蝕性能和再加工性能都十分優良，二層金屬之間的結合強度高，其剪切強度可達210MPa～350MPa，與現有技術相比具有設備投資小、經濟效益和社會效益巨大的優點，可廣泛應用在金屬複合鋼板、卷板的生產。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步地詳細說明，但不構成對本實用新型的任何限制。
圖1是本發明的工藝流程示意圖；圖2是本發明的複合坯結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法，其工藝流程為確定基層板和復層板尺寸→表面處理→組坯→抽真空→熱軋→精整分離，下面對各工序詳述如下(1)確定基層板和復層板尺寸複合坯基層板1的長寬即為複合坯的長寬，復層板2的長寬由基層板1對應長寬減去根據需留取的焊接厚度、分隔板3厚度和復層板2延展間隙佔用的空間尺寸後得出(見圖2)。
(2)表面處理對複合坯的基層板1的待覆合表面一般要用機械研磨的方式除鐵鏽，並使其表面平整，採用現有技術中的車、銑、鉋、磨技術均可以實現，組坯前也要用溶劑或氫氧化鈉除油，除汙；對複合坯的復層板2待覆合表面可用拋磨或砂輪，砂紙打磨掉氧化層後再經過化學除油、酸洗、烘乾後備用。
(3)組坯組坯一般根據複合坯尺寸在300T～2000T壓力機的平臺上進行，應保證組坯壓力不低於150T/M2，組坯時將表面處理合格的基層板1、復層板2、釺焊料4、防粘劑5按圖2中順序排列壓緊、焊接、緊固；釺焊料4可以是箔料或鍍料或刷料，相應的採用貼、噴、刷的方式上料，厚度為1～10微米；防粘劑5的作用是便於軋制後的複合板能夠有效分離成兩塊或兩卷，防粘劑5一般採用可耐1400℃-1500℃高溫的高純度金屬氧化物超細粉，如輕質氧化鎂超細粉；焊接工序用氣體保護焊、埋弧焊或其他焊接方式滿焊。
(4)抽真空在焊接好的複合坯一端鑽一個Φ12mm的小孔，一定要鑽透焊接體和分隔板3使能抽走複合體內的氣體，然後將複合坯或多塊複合坯的組合接至真空泵送入加熱爐中加熱至400℃±10℃保溫30分鐘，持續抽空保持在1×10Pa-2～1×10-3Pa左右。
(5)熱軋將已抽真空的複合坯，在加熱爐內加熱至900～1150℃，使用不同軋制力的二輥、三輥、四輥中板或中型軋機生產線、熱連軋帶鋼或卷板軋機生產線，軋製成所需要的金屬複合板。
(6)精整分離將軋制後金屬複合板經過絞直、橫剪、縱剪及利用翻板機分離形成兩塊複合鋼板產品。而複合卷板在軋制並收卷後再通過常規一套分條設備切邊後分成兩卷。
採用本發明的方法視軋機軋制力、軋制寬度的不同通常可生產厚3mm～50mm，寬1000mm～4000mm的複合鋼板，以及厚1mm～10mm寬230mm～4000mm複合帶鋼和卷板。根據上述製造方法和原理，複合板可以單面複合也可以雙面或多面複合。
實施例1製造寬1400mm×厚200mm×長9000mm複合坯三塊用卷板軋機分別生產厚3mm、4mm、5mm寬1500mm碳鋼與不鏽鋼複合的熱卷板，其中復層不鏽鋼厚分別為0.5mm、0.8mm、0.8mm。
參閱圖2中所示，首先選六塊基層Q235碳鋼板，六塊復層304不鏽鋼板以製作三塊複合坯，每塊複合坯總厚是200mm。由於是兩塊基層板，兩塊復層板分別組成一套，所以每套板的厚並應該是200/2＝100mm，其中1.3mm板，不鏽鋼厚度為0.5mm，其比例為0.5/3＝1/6，不鏽鋼的厚度100×1/6＝16.7mm選17mm厚不鏽鋼板，普碳鋼83mm。
2.4mm板，不鏽鋼厚度為0.8mm，其比例為0.8/4＝1/5，不鏽鋼的厚度100×1/5＝20mm，普碳鋼為80mm。
3.5mm板，不鏽鋼厚度為0.8mm，其比例為0.8/5＝16/100，不鏽鋼的厚度100×16/100＝16mm，普碳鋼為84mm。
綜合上述六塊Q235普碳鋼板為1400mm×83mm×9000mm兩塊、1400mm×80mm×9000mm兩塊、1400mm×84mm×9000mm兩塊；在這裡基層板的長寬即為複合坯的長寬，復層板的長寬由基層板對應尺寸減去需留取焊接厚度、分隔板厚度和復層板的延展間隙佔用的空間尺寸後得出，上述的複合坯中分隔板採用5mmQ235碳鋼板，寬度方向的延展間隙採用5mm，並留25mm的焊接位置，長度方向的延展間隙採用10mm，並留50mm的焊接位置，得到六塊304不鏽鋼板為1330mm×17mm×8870mm兩塊、1330mm×20mm×8870mm兩塊、1330mm×16mm×8870mm兩塊。
分別將上述的三組板的待覆合面進行除鏽、清汙處理，然後在2000T壓機平臺上進行按圖2中所示進行組坯，並在基層碳鋼板與復層不鏽鋼板之間放置5微米的釺焊料箔，在兩層復層不鏽鋼板之間放置輕質氧化鎂超細粉，然後焊接分隔板後，將分隔板外側的留出的兩層基層金屬板邊緣焊接位置連續滿焊焊接後將復層金屬板密封；在焊接好的複合坯一端鑽一個Φ12mm的小孔，將三組複合坯組合接至真空泵送入加熱爐中加熱至400℃±10℃保溫30分鐘，持續抽空保持在1×10-3Pa左右，分別封閉抽真空口，然後分別將三塊1400mm×200mm×9000mm複合坯通過加熱爐加熱1150℃經連續熱軋機熱軋成型成6mm、8mm和10mm後的卷板，最後利用傳統的分條設備切邊後分成兩卷得到總厚3mm(0.5+2.5)、總長約560M的複合卷板，總厚4mm(0.5+3.5)、總長約420M的複合卷板和總厚5mm(0.8+4.2)、總長約336M的複合卷板。
實施例2製造寬1050mm×厚150mm×長2000mm複合坯三塊用中板軋機分別生產厚6mm、8mm、20mm寬2000mm碳鋼與不鏽鋼複合板，其中復層不鏽鋼厚均為1mm。
參閱圖2中所示，首先選六塊基層Q235碳鋼板，六塊復層304不鏽鋼板以製作三塊複合坯，每塊複合坯總厚是150mm。由於是兩塊基層板，兩塊復層板分別組成一套，所以每套板的厚並應該是150/2＝75mm，其中1.6mm板，不鏽鋼厚度為1mm，其比例為1/6，不鏽鋼的厚度75×1/6＝12.5mm選13mm厚不鏽鋼板，普碳鋼62mm。
2.8mm板，不鏽鋼厚度為1mm，其比例為1/8，不鏽鋼的厚度75×1/8＝9.4mm選10mm厚不鏽鋼板，普碳鋼為65mm。
3.20mm板，不鏽鋼厚度為1mm，其比例為1/20，不鏽鋼的厚度75×1/20＝3.75mm選4mm厚不鏽鋼板，普碳鋼為71mm。
綜合上述六塊Q235普碳鋼板為1050mm×62mm×2000mm兩塊、1050mm×65mm×2000mm兩塊、1050mm×71mm×2000mm兩塊；在這裡基層板的長寬即為複合坯的長寬，復層板的長寬由基層板對應尺寸減去需留取焊接厚度、分隔板厚度和復層板延展間隙佔用的空間尺寸後得出，上述的複合坯中分隔板採用5mmQ235碳鋼板，寬度方向的延展間隙採用5mm，並留25mm的焊接位置，長度方向的延展間隙採用10mm，並留25mm的焊接位置，得到六塊304不鏽鋼板為980mm×13mm×1920mm兩塊、980mm×10mm×1920mm兩塊、980mm×4mm×1920mm兩塊。
分別將上述的三組板的待覆合面進行除鏽、清汙處理，然後在500T壓機平臺上進行按圖2中所示進行組坯，並在基層碳鋼板與復層不鏽鋼板之間放置5微米的釺焊料箔，在兩層復層不鏽鋼板之間放置輕質氧化鎂超細粉，然後焊接分隔板後，將分隔板外側的留出的兩層基層金屬板邊緣焊接位置連續滿焊焊接後將復層金屬板密封；在焊接好的複合坯一端鑽一個Φ12mm的小孔，將三組複合坯組合接至真空泵送入加熱爐中加熱至400℃±10℃保溫30分鐘，持續抽空保持在1×10-2Pa左右，分別封閉抽真空口，然後分別將三塊1050mm×150mm×2000mm複合坯通過加熱爐加熱1050℃經中板軋機熱軋成型成12mm、16mm和40mm厚的複合鋼板，最後分別經過絞直、橫剪、縱剪及翻板機分離形成同一厚度的兩塊複合鋼板，得到總厚6mm(1+5)、總長約26M的複合鋼板，總厚8mm(1+7)、總長約20M的複合鋼板和總厚20mm(1+19)、總長約8M的複合鋼板。
權利要求
1.一種採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法，其特徵包括下述步驟(1)根據產品要求確定基層金屬板、復層金屬板的外形尺寸；(2)清理基層金屬板、復層金屬板的待覆合表面；(3)組坯將兩塊復層金屬重疊放置在兩塊基層金屬板之間，並在基層金屬板和復層金屬板之間放置釺焊料，在兩塊復層金屬板之間防止高溫防粘劑，在壓力下於兩層復層板周邊的兩層基層金屬板之間焊接分隔板，並將分隔板外側的兩層基層金屬板邊緣連續焊接後將復層金屬板密封；(4)鑽孔抽真空；(5)將抽真空後的複合坯在軋機上於900～1150℃熱軋成型；(6)精整後切邊分離即得複合板。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所述的基層金屬板是碳素鋼板、合金鋼板中的一種，所述的復層金屬板是不鏽鋼板、銅板、鈦板或鋁板中的一種。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(3)中所述的釺焊料為箔料、鍍料或粉料中的一種，分別採用貼、噴或刷的方式上料，厚度為1～10微米。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(3)中所述的高溫防粘劑採用可耐1400～1500℃溫度的高純度金屬氧化物超細粉。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的高溫防粘劑採用輕質氧化鎂超細粉。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(3)中的組坯壓力不小於150T/M2。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(3)中組坯時應在分隔板與復層金屬板周邊留出5～10mm的復層金屬板延展間隙。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(3)中兩層基層板邊緣連續焊接密封的焊縫深度≥25mm。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(4)的抽真空條件為400℃±10℃保溫30分鐘，持續抽真空保持在1×10-2Pa～1×10-3Pa。
全文摘要
本發明公開了一種採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法，屬於金屬複合板的生產技術領域，它包括下述步驟確定基層板和復層板尺寸→表面處理→組坯→抽真空→熱軋→精整分離。本發明的方法可以利用現有的中型熱軋機直接生產性能優良的金屬複合板，金屬複合板的機械性能、防腐蝕性能和再加工性能都十分優良，二層金屬之間的結合強度高，其剪切強度可達210MPa～350MPa，與現有技術相比具有設備投資小、經濟效益和社會效益巨大的優點，可廣泛應用在金屬複合鋼板、卷板的生產。
文檔編號B21B47/02GK1669687SQ200510033870
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月4日 優先權日2005年4月4日
發明者嚴孟傑 申請人:吉欣(英德)熱軋不鏽複合鋼有限公司, 嚴孟傑, 嚴飈