一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法
2023-05-10 08:37:51 1
專利名稱：一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法
技術領域：
本發明涉及生產金屬複合板的熱軋複合坯製造技術，特別是指一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法。
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。傳統的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，使基層金屬板和複合金屬板的層間剪切強度達到210MPa～350MPa；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，提出了「採用複合坯生產釺焊熱軋金屬複合板的方法」的發明專利申請，申請號200510033870.X申請日2005年產4月4日，利用該方法可以在普通的中型軋機軋制出各種規格的金屬複合板。但上述方法中的複合坯在製造和使用過程中存在下述不足(1)因基層板和復層板之間沒有結合力，為保證熱軋時不分層而造成對設備的破壞，必須將兩層基層板的周邊進行焊接處理，並且焊縫的深度應大於25mm，這需要消耗大量的焊接材料和人工，造成生產成本較高、生產周期長；(2)複合坯熱軋成金屬複合板後，切邊損耗量大，其每邊的切邊量均大於80mm。
發明內容
本發明的目的在於提供一種生產成本較低、周期短、效率高、損耗小的一種壓製成型釺焊熱軋複合坯的加工方法。
本發明的目的是這樣實現的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法，包括下述步驟(1)根據產品要求確定基層金屬板、復層金屬板的材料和外形尺寸；(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，在壓力下於兩層基層板的周邊邊緣焊接密封板將復層金屬板密封；(4)鑽孔抽真空；(5)將抽真空後的複合坯加熱至釺焊料的融點以上，在壓機上熱壓成型後冷卻。
上述的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工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。
上述的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法中步驟(3)中所述的釺焊料含有下述重量百分比的化學成份Cr6～8％、B2.75～3.5％、Si4～5％、Fe2～4％、C＜0.1％、Co3.4％、W2.5％、餘量為Ni，釺焊料為箔料、鍍料或刷料中的一種，厚度為1～10微米。
上述的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法中步驟(3)中的組坯壓力不小於150T/M2。
上述的一種壓製成型釺焊熱軋複合坯的加工方法中步驟(3)中組坯時應在密封板與復層金屬板周邊留出5～10mm的復層金屬板延展間隙。
上述的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法中步驟(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，如輕質氧化鎂超細粉等。
上述的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法中步驟(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。
上述的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法中步驟(5)的熱壓條件是溫度900～1200℃，壓機的壓力應使複合坯有5～15％的壓縮變形量。
本發明與現有技術相比，解決了複合坯在製造時需要將基層金屬焊接處理的技術問題，大大地減少了焊接工作量和節約焊接材料，降低生產成本；同時，還可減少熱軋成型後的切邊損耗，進一步降低生產成本，具有巨大的經濟效益和社會效益。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步地詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。
圖1是本發明的工藝流程示意圖；圖2是本發明中複合坯的組合示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，如圖1所示，本發明的一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法，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→熱壓成型，下面對各工序詳述如下(1)確定基層板和復層板尺寸首先應根據複合坯的要求選擇基層金屬板和複合金屬板的材料和外形尺寸，而複合坯中基層金屬板1的長寬即為複合坯的長寬，復層金屬板2的長寬由基層板1對應長寬減去根據需留取的復層金屬板2延展間隙6佔用的空間尺寸後得出(見附圖2所示)。
(2)表面處理對複合坯的基層金屬板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；對複合坯的復層金屬板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金屬板1、復層金屬板2、釺焊料5、防粘劑3按圖2中順序排列壓緊，然後焊接密封板4，釺焊料5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3的作用是便於壓制、熱軋後的複合板能夠有效分離成兩塊或兩卷，防粘劑3一般採用可耐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；組坯時還應在密封板4與復層金屬板2周邊留出5～10mm的復層金屬板延展間隙6。
(4)抽真空在焊接好的複合坯一端鑽一個Φ12mm的小孔，用於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)熱壓成型將已抽真空的複合坯，在加熱爐內加熱至900～1200℃，然後在壓機的工作檯上壓製成型後冷卻，壓機的壓力應使複合坯有5～15％的壓縮變形量，壓力約在500T/M2以上，以保證基層金屬板和複合金屬板間形成足夠的結合強度，加熱爐可採用現有技術中廣泛使用的步進式或推進式加熱爐等；熱壓成型後可以採用噴水冷卻，以減少冷卻時間。
實施例1製造寬長2000mm×350mm×厚150mm碳鋼、不鏽鋼複合坯，其中不鏽鋼的厚度12mm，普碳鋼為63mm。在這裡基層金屬板的長寬即為複合坯的長寬，首先選兩塊尺寸為2000mm×350mm×63mm的基層Q235碳鋼板，根據基層金屬板的尺寸，減去長度方向的延展間隙10mm×2、寬度方向的延展間隙5mm×2，兩塊復層304不鏽鋼板尺寸為1980mm×340mm×12mm。
參閱圖2中所示，分別將上述的基層金屬板1、復層金屬板2的待覆合面進行除鏽、清汙處理，然後在500T壓機平臺上進行組坯，並在基層碳鋼板1與復層不鏽鋼板2之間放置5微米的釺焊料層5，在兩層復層不鏽鋼板2之間放置輕質氧化鎂超細粉作為耐高溫防粘層3，然後焊接5mm厚的密封板4將復層金屬板2密封；在焊接好的複合坯一端鑽一個Φ12mm的小孔，將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，然後封閉抽真空口，將複合坯在加熱爐加熱至1200℃後，在500噸級壓機下熱壓成型，然後噴水冷卻即得。
實施例2製造寬長1050mm×800mm×厚150mm的碳鋼、不鏽鋼複合坯，其中不鏽鋼的厚度10mm，普碳鋼為65mm。在這裡基層金屬板的長寬即為複合坯的長寬，首先選兩塊尺寸為1050mm×800mm×65mm的基層Q235碳鋼板，根據基層金屬板的尺寸，減去長度方向的延展間隙5mm×2、寬度方向的延展間隙5mm×2，兩塊復層304不鏽鋼板尺寸為1040mm×790mm×10mm。
參閱圖2中所示，分別將上述的基層金屬板1、復層金屬板2的待覆合面進行除鏽、清汙處理，然後在500T壓機平臺上進行組坯，並在基層碳鋼板1與復層不鏽鋼板2之間放置5微米的釺焊料層5，在兩層復層不鏽鋼板2之間放置輕質氧化鎂超細粉作為耐高溫防粘層3，然後焊接5mm厚的密封板4將復層金屬板2密封；在焊接好的複合坯一端鑽一個Φ12mm的小孔，將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，然後封閉抽真空口，將複合坯在加熱爐加熱至1150℃後，在2000噸級壓機下熱壓成型，然後噴水冷卻即得。本發明的方法生產的複合坯在具體使用時，可以使用普通的不同軋制力的二輥、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，在1150℃熱軋成所需要的金屬複合板。軋制時應根據軋機軋制力小於，在軋制力較小時直接熱軋，然後通過切邊、分離成兩塊或兩卷金屬複合板；在軋機軋制力較大時應先將複合坯切邊分離後分別熱軋成金屬複合板。
權利要求
1.一種壓制釺焊熱軋複合坯的加工方法，其特徵是包括下述步驟(1)根據產品要求確定基層金屬板、復層金屬板的材料和外形尺寸；(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，在壓力下於兩層基層板的周邊邊緣焊接密封板將復層金屬板密封；(4)鑽孔抽真空；(5)將抽真空後的複合坯加熱至釺焊料的融點以上，在壓機上熱壓成型後冷卻。
2.根據權利要求1所述的加工方法，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所述的加工方法，其特徵是所述步驟(3)中所述的釺焊料含有下述重量百分比的化學成份Cr6～8％、B2.75～3.5％、Si4～5％、Fe2～4％、C＜0.1％、Co3.4％、W2.5％、餘量為Ni，釺焊料為箔料、鍍料或刷料中的一種，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)中的組坯壓力不小於150T/M2。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵是步驟(3)中組坯時應在密封板與復層金屬板周邊留出5～10mm的復層金屬板延展間隙。
6.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。
7.根據權利要求6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。
8.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。
9.根據權利要求1或3所述的加工方法，其特徵是步驟(5)的熱壓條件是溫度900～1200℃，壓機的壓力應使複合坯有5～15％的壓縮變形量。
全文摘要
本發明公開了一種壓製成型釺焊熱軋複合坯的加工方法，屬熱軋複合坯製造技術，包括下述步驟(1)根據產品要求確定基層金屬板、復層金屬板的材料和外形尺寸；(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，在壓力下於兩層基層板的周邊邊緣焊接密封板將復層金屬板密封；(4)鑽孔抽真空(5)將抽真空後的複合坯加熱至釺焊料的融點以上，在壓機上熱壓成型後冷卻。本發明的方法具有生產成本較低、周期短、效率高、損耗小的優點，可廣泛應用於各種金屬複合坯的生產。
文檔編號B23K1/00GK1686653SQ20051003398
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月6日 優先權日2005年4月6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