一種爆炸復(fù)合的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板的軋制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種爆炸復(fù)合的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板的乳制方法，具體涉及一種鈦 復(fù)板、鋼基板、鈦復(fù)板經(jīng)爆炸焊形成的雙面復(fù)合板坯直接通過(guò)低壓縮比乳制成雙面復(fù)合板 的乳制方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦是一種過(guò)渡金屬，具有密度低、低溫韌性優(yōu)異、耐蝕性突出優(yōu)點(diǎn)，但由于價(jià)格昂 貴使其應(yīng)用受到很大限制。為降低使用成本，通常將其制成鈦-鋼復(fù)合板，鈦-鋼復(fù)合材 料以其具有鋼的高強(qiáng)度及鈦的優(yōu)異耐蝕綜合性能和顯著經(jīng)濟(jì)效益而被廣泛應(yīng)用于化工、石 油、海洋等腐蝕性較強(qiáng)的工業(yè)部件。
[0003] 目前鈦-鋼復(fù)合板生產(chǎn)方法主要有爆炸復(fù)合、爆炸一乳制復(fù)合、乳制復(fù)合等。爆炸 復(fù)合是利用炸藥作能源，屬于爆炸焊接，雖然其復(fù)合效果比較好，但在操作及安全性方面存 在不利之處，且爆炸焊的復(fù)合板，因受爆炸時(shí)沖擊波較大，在復(fù)合板上殘余應(yīng)力較大，導(dǎo)致 后續(xù)矯平非常困難；近年來(lái)研究較多的是累積疊乳焊（ARB)，其屬于乳制復(fù)合中的一種，是 得到較大的累積變形量的有效方法。該方法大幅度提高了結(jié)合性能，但在實(shí)際生產(chǎn)中需反 復(fù)疊片，操作較繁，疊焊周期長(zhǎng)，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。經(jīng)過(guò)查閱文獻(xiàn)，通過(guò)低溫加熱直接乳制爆炸 焊后的雙面復(fù)合板坯且不需熱處理，力學(xué)性能和成品板形滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的鈦-鋼-鈦雙面 復(fù)合板乳制方法尚未有研究。
[0004] 檢索發(fā)現(xiàn)，公開(kāi)號(hào)為：CN102225510A的專利公開(kāi)了一種爆炸-乳制大面積鈦鋼復(fù) 合板的制備方法，介紹了鈦板與鋼板接口焊接技術(shù)，對(duì)復(fù)合板坯的乳制方法未做介紹，是一 種乳前復(fù)層鈦板拼焊制作技術(shù)。
[0005][0006] 考慮到復(fù)合板生產(chǎn)難點(diǎn)主要是基板與復(fù)板直接爆炸焊后的結(jié)合強(qiáng)度低，以及板形 不平直，且要求生產(chǎn)成本較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種爆炸復(fù)合的 鈦-鋼_鈦雙面復(fù)合板的乳制方法，本發(fā)明采用爆炸復(fù)合形成的復(fù)合坯，通過(guò)2. 5倍低壓縮 比及最優(yōu)的乳制生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出探傷等級(jí)達(dá)到JB4730-2005I級(jí)復(fù)合板，不需熱處理就 能夠達(dá)到板形良好，力學(xué)性能穩(wěn)定的雙面復(fù)合板，生產(chǎn)成本低，安全性高，且方法簡(jiǎn)單易行。
[0008] 本發(fā)明所用解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種爆炸復(fù)合的鈦-鋼_鈦雙面復(fù)合板的乳制 方法，通過(guò)鈦板復(fù)板+鋼板基板+鈦板復(fù)板爆炸焊后形成的雙面復(fù)合板坯，不需熱處理，通 過(guò)2. 5倍的低壓縮比，配合合理的乳制工藝生產(chǎn)厚度14. 4_厚度的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板， 不平度板形達(dá)到了彡5mm/lm，且熱乳態(tài)力學(xué)性能達(dá)到要求，剪切強(qiáng)度> 140MPa，屈服強(qiáng)度 > 235MPa，抗拉強(qiáng)度> 460MPa，(TC沖擊功，80J。本發(fā)明方法成功解決了鈦-鋼-鈦爆炸雙 面復(fù)合板坯通過(guò)2. 5倍低壓縮比就能乳制出高結(jié)合強(qiáng)度的雙面復(fù)合板等技術(shù)難點(diǎn)。
[0009] 為了達(dá)到以上目的，技術(shù)方案如下：本發(fā)明一種爆炸復(fù)合的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板 的乳制方法，其特征在于：包括如下步驟：
[0010] 步驟一：制作坯料：
[0011] 采用鈦板復(fù)板、鋼板基板和鈦板復(fù)板，三者爆炸焊后形成鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板 坯；
[0012] 步驟二：坯料驗(yàn)收：
[0013] 對(duì)鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板坯進(jìn)行驗(yàn)收，坯料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求距離邊部5-10mm不得有 明顯破損、裂紋、翹皮和分層質(zhì)量缺陷；坯料不平度最大不得超過(guò);
[0014] 步驟三：乳制工藝：
[0015] 第一階段：將驗(yàn)收合格的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板坯放入爐內(nèi)進(jìn)行加熱，爐內(nèi)預(yù)熱段 溫度100-600°C，加熱溫度為820-900°C，在爐時(shí)間為135-150分鐘；
[0016] 第二階段：將加熱后的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板坯進(jìn)行乳制，開(kāi)乳溫度為 780-1150°C，目標(biāo)終乳溫度750-1000°C，乳制壓縮比為2. 5倍；
[0017] 第三階段：將乳制后的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板坯進(jìn)行在線矯直，在線矯直溫度在 400-450°C，在線矯直后得到鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板；
[0018] 步驟四：冷卻：
[0019] 對(duì)鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板進(jìn)行對(duì)稱冷卻，確保上下復(fù)層冷卻一致；
[0020] 步驟五：探傷：
[0021] 對(duì)冷卻后的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板采用超聲波自動(dòng)探傷儀按照J(rèn)B4730-2005要求 進(jìn)行探傷，結(jié)果顯示探傷等級(jí)達(dá)到I級(jí)即為探傷合格；
[0022] 步驟六：切割、取樣：
[0023] 對(duì)探傷合格的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板采用等離子切割儀進(jìn)行精確切割成所要求的 對(duì)應(yīng)尺寸，并按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行取樣，送理化進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)驗(yàn)；
[0024] 步驟七：標(biāo)印、檢驗(yàn)：
[0025] 對(duì)切割完成的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板采用麥納麥格自動(dòng)標(biāo)印機(jī)對(duì)鋼板表面進(jìn)行標(biāo) 印成所要求的信息，并對(duì)標(biāo)印結(jié)束鋼板的長(zhǎng)度、寬度、厚度、標(biāo)識(shí)內(nèi)容和表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)， 得到最終成品；
[0026]步驟八：入庫(kù)：
[0027] 將最終成品放入等待發(fā)貨的貨位。
[0028] 所述步驟一中，所述鈦板復(fù)板以TAl為復(fù)層材料，厚度為3mm，所述鋼板基板采用 Q235B鋼材，對(duì)鋼板基板的上表面和鈦板復(fù)板的下表面均進(jìn)行拋光預(yù)處理，再在鈦板基板的 上表面涂上保護(hù)層，在保護(hù)層上均勻布置TNT炸藥，引爆后通過(guò)爆炸時(shí)產(chǎn)生的瞬間高溫、沖 擊波將鈦板復(fù)板和鋼板基板焊合在一起，至此上表復(fù)合即完成；將已復(fù)合一層的單面復(fù)合 板坯翻身，重新對(duì)下表進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合步驟與上表復(fù)合一樣，隨即完成雙面復(fù)合板坯。
[0029] 所述步驟一中，所述鈦板復(fù)板的厚度均為3mm，所述鋼板基板的厚度為30mm。
[0030]所述步驟三中，所述乳制后的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板厚度為14. 4mm，其中鈦板復(fù)板 的厚度為I. 2mm，鋼板基板的厚度為12mm。
[0031] 所述步驟三中，所述鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板坯經(jīng)過(guò)2800mm生產(chǎn)線四輥雙機(jī)架乳機(jī) 生產(chǎn)得到低壓縮比的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板坯。
[0032] 所述步驟四中，采用新一代超快冷技術(shù)對(duì)鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板進(jìn)行對(duì)稱冷卻。
[0033] 本發(fā)明的有益效果為：（1)通過(guò)低溫預(yù)熱、中低溫加熱模式，解決爆炸焊后殘余 應(yīng)力較大的雙面復(fù)合板坯在步進(jìn)梁式加熱爐內(nèi)得到充分的加熱，加熱成本低，對(duì)環(huán)境污染 ??；（2)本方法采用合理的控乳工藝生產(chǎn)厚度達(dá)到14. 4_薄規(guī)格的高結(jié)合強(qiáng)度的雙面復(fù) 合板，熱乳態(tài)各力學(xué)性能指標(biāo)均達(dá)到GB/T8547-2006標(biāo)準(zhǔn)要求，剪切強(qiáng)度> 140MPa，屈服 強(qiáng)度> 235MPa，抗拉強(qiáng)度> 460MPa，0°C沖擊功，80J;(3)該方法成功解決了鈦-鋼-鈦爆 炸雙面復(fù)合板坯通過(guò)2. 5倍低壓縮比、在線矯直溫度控制在400-450°C就能乳制出高結(jié)合 強(qiáng)度的雙面復(fù)合板且不需離線矯直、上下鈦板與中間Q235B基板結(jié)合處的探傷等級(jí)達(dá)到 JB4730-2005I級(jí)水平等技術(shù)難點(diǎn)。
[0034] 本發(fā)明通過(guò)爆炸焊接形成3mm厚度的鈦板復(fù)板+30mm厚度的Q235B基板+3mm 厚度的鈦板復(fù)板組合成的雙面復(fù)合板坯，不需離線矯平、熱處理等工序直接經(jīng)過(guò)2800mm 生產(chǎn)線四輥雙機(jī)架乳機(jī)生產(chǎn)2. 5倍低壓縮比且厚度為14. 4mm(l. 2mm厚度復(fù)板+12mm厚 度基板+1. 2mm厚度復(fù)板）的雙面復(fù)合板，乳后不需熱處理，熱乳態(tài)板形不平度即能達(dá)到 < 5mm/lm，力學(xué)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且上下鈦板復(fù)板和鋼板基板的結(jié)合處的探傷等級(jí)達(dá)到 JB4730-2005I級(jí)水平，生產(chǎn)方法具有成本低、工藝流程短的優(yōu)勢(shì)，能夠較好的滿足耗能低、 抗腐蝕強(qiáng)的部件材料需求。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0036] 圖1為鈦-鋼復(fù)合結(jié)合處掃描組織圖。
[0037] 圖2為鈦-鋼復(fù)合界線周邊能譜分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 實(shí)施例一
[0039] 本發(fā)明一種爆炸復(fù)合的鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板的乳制方法，其特征在于：包括如下 步驟：
[0040] 步驟一：制作坯料：
[0041] 采用鈦板復(fù)板、鋼板基板和鈦板復(fù)板，三者爆炸焊后形成鈦-鋼-鈦雙面復(fù)合板 坯；所述步驟一中，所述鈦板復(fù)板以TAl為復(fù)層材料，厚度為3mm，所述鋼板基板采用Q235B 鋼材，對(duì)鋼板基板的上表面和鈦板復(fù)板的下表面均進(jìn)行拋光預(yù)處理，再在鈦板基板的上表 面涂上保護(hù)層，在保護(hù)層上均勻布置TNT炸藥，引爆后通過(guò)爆炸時(shí)產(chǎn)生的瞬間高溫、沖擊波 將鈦板復(fù)板和鋼板基板焊合在一起，至此上表復(fù)合即完成；將已復(fù)合一層的單面復(fù)合板坯 翻身，重新對(duì)下表進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合步驟與上表復(fù)合一樣，隨即完成雙面復(fù)合板坯。所述步驟 一中，所述鈦板復(fù)板