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)合板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦具有良好的物理、化學(xué)性能與機(jī)械性能，但其冶煉技術(shù)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，因此鈦的價(jià)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(qiáng)度、優(yōu)異的耐蝕性能和顯著的經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。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，并且鈦和鋼的強(qiáng)度相差很大，二者很難復(fù)合，要想達(dá)到高的復(fù)合強(qiáng)度，一種方法是在鈦板和鋼板之間加入一層過渡層，常用的中間層有鎳，銅等，一來這些過渡層都非常昂貴，不可取，再者使用這些薄層金屬，在乳制變形量較大時(shí)，由于各層變形抗力不同，容易發(fā)生斷裂，導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度不穩(wěn)定。另一種方法是先把鋼板進(jìn)行鍛造提高其強(qiáng)度之后再復(fù)合，但目前生產(chǎn)鈦鋼復(fù)合板的工藝中并沒有采取此工序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述缺陷，提供一種鈦鋼復(fù)合板的制備方法，利用該方法所得鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度高。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供一種鈦鋼復(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(jìn)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(jìn)行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進(jìn)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850?900°C，加熱120?360min ；
[0011]e、加熱后的坯料進(jìn)行熱乳，控制開乳溫度800°C以上，終乳溫度700°C以下，并且控制單道次變形量均在20%?30%，乳制總變形量彡90%。
[0012]進(jìn)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
[0013]優(yōu)選的，步驟a中，表面處理采用噴砂、酸洗、機(jī)械加工和清洗中的至少一種方法。
[0014]進(jìn)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。
[0015]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(jìn)行焊接處理。
[0016]—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。
[0017]所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度>240MPa。優(yōu)選為240?270MPa。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]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(qiáng)度>240MPa，高于國家標(biāo)準(zhǔn)中同類鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提供一種鈦鋼復(fù)合板的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0021]a、對鋼板或鋼坯的表面以及鈦板的表面進(jìn)行處理以去除表面污物和氧化層；
[0022]b、采用對稱組坯法將鋼板或鋼坯與鈦板進(jìn)行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進(jìn)行對稱組坯形成組合坯料；
[0023]C、組合坯料在真空環(huán)境下通過焊接將坯料的四周焊合；
[0024]d、將組合坯料加熱至850?900°C，加熱120?360min ；
[0025]e、加熱后的坯料進(jìn)行熱乳，控制開乳溫度800°C以上，終乳溫度700°C以下，并且控制單道次變形量均在20%?30%，乳制總變形量彡90%。
[0026]進(jìn)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
[0027]優(yōu)選的，步驟a中，表面處理采用噴砂、酸洗、機(jī)械加工和清洗中的至少一種方法。
[0028]進(jìn)一步，所述組合坯料由兩塊鋼板或鋼坯與置于其之間的鈦板組成。
[0029]進(jìn)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。
[0030]優(yōu)選的，步驟c中，采用真空電子束焊接方法抽真空并進(jìn)行焊接處理，真空度^ 1X10 2Pa0
[0031]進(jìn)一步，步驟e中，乳制道次為9?12，每次變形量均控制在20%?30%。
[0032]—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。
[0033]所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度>240MPa，優(yōu)選為240?270MPa。
[0034]本發(fā)明中，通常復(fù)合板層比例不超過復(fù)合板總厚度的10%。
[0035]本發(fā)明的工藝方案如下:
[0036]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；基板和復(fù)板表面進(jìn)行磨拋處理，以去除表面污物和氧化層；
[0037]②按照鋼板/鈦板/鋼板的順序進(jìn)行對稱組坯，然后在真空中將坯料四周焊合，真空度達(dá)到IXlO2Pa以下;
[0038]③將組合好的坯料加熱至850?900°C，加熱時(shí)間為120?360min ；
[0039]④將上述加熱后的坯料取出進(jìn)行乳制，單道次變形量均控制在20%?30%，乳制總變形量彡90%，控制開乳溫度800°C以上，終乳溫度700°C以下。
[0040]本發(fā)明目的是采用不添加中間層材料直接乳制法生產(chǎn)鈦鋼復(fù)合板，通過大壓量破碎界面生成的脆性相化合物，使其對結(jié)合性能的負(fù)面影響降低到最小，獲得性能優(yōu)良的鈦鋼復(fù)合板。
[0041]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0042]實(shí)施例1
[0043]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(jìn)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(jìn)行對稱組坯，在真空室內(nèi)將坯料四周焊合，真空度< 10 2Pa ;
[0044]②將準(zhǔn)備好的坯料放入加熱爐內(nèi)加熱至900°C，保溫360min ；
[0045]③將加熱完成后的坯料取出進(jìn)行乳制，單道次變形量25 %，經(jīng)過9道次乳制(每道次的變形量均需控制在25% )，累計(jì)變形量92%左右，開乳溫度880°C，終乳溫度670°C ；
[0046]④空冷至室溫，取樣根據(jù)GB/T 6396-2008進(jìn)行結(jié)合強(qiáng)度測試，界面結(jié)合強(qiáng)度240MPa。
[0047]實(shí)施例2
[0048]①加工尺寸分別為200X 160X 18mm的鋼板2 ±夬，碳含量為0.05160 X 120 X 20mm的鈦板一塊，對其表面進(jìn)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(jìn)行對稱組坯，在真空室內(nèi)將坯料四周焊合，真空度< 10 2Pa ;
[0049]②將準(zhǔn)備好的坯料放入加熱爐內(nèi)加熱至870°C，保溫240min ；
[0050]③將加熱完成后的坯料取出進(jìn)行乳制，單道次變形量20%，經(jīng)過11道次乳制(每道次的變形量均需控制在20% )，累計(jì)變形量91%左右，開乳溫度850°C，終乳溫度655°C ；
[0051]④空冷至室溫，取樣根據(jù)GB/T 6396-2008進(jìn)行結(jié)合強(qiáng)度測試，界面結(jié)合強(qiáng)度250MPa。
[0052]實(shí)施例3
[0053]①加工尺寸分別為200X 160X 18mm的鋼板2 ±夬，碳含量為0.01160 X 120 X 20mm的鈦板一塊，對其表面進(jìn)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(jìn)行對稱組坯，在真空室內(nèi)將坯料四周焊合，真空度< 10 2Pa ;
[0054]②將準(zhǔn)備好的坯料放入加熱爐內(nèi)加熱至850°C，保溫240min ；
[0055]③將加熱完成后的坯料取出進(jìn)行乳制，單道次變形量20%，經(jīng)過11道次乳制(每道次的變形量均需控制在20% )，累計(jì)變形量91%左右，開乳溫度830°C，終乳溫度650°C ；
[0056]④空冷至室溫，取樣根據(jù)GB/T 6396-2008進(jìn)行結(jié)合強(qiáng)度測試，界面結(jié)合強(qiáng)度260MPao
【主權(quán)項(xiàng)】
1.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(jìn)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(jìn)行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進(jìn)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850?900°C，加熱120?360min； e、加熱后的坯料進(jìn)行熱乳，控制開乳溫度800°C以上，終乳溫度700°C以下，并且控制單道次變形量在20%?30%，乳制總變形量彡90%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦鋼復(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。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈦鋼復(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(jī)械加工和清洗中的至少一種方法。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的鈦鋼復(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。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟c中，采用真空電子束焊接方法抽真空并進(jìn)行焊接處理，真空度< 1X10 2Pao6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的鈦鋼復(fù)合板的制備方法，其特征在于，步驟e中，乳制道次為9?12，每次變形量均控制在20%?30%。7.鈦鋼復(fù)合板，其采用權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的方法制得，所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度 > 240MPa。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鈦鋼復(fù)合板，其特征在于，所述鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度為240?270MPa。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鈦鋼復(fù)合板制備加工領(lǐng)域，涉及一種鈦鋼復(fù)合板的制備方法。本發(fā)明提供一種鈦鋼復(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(jìn)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(jìn)行按照鋼板或鋼坯-鈦板-鋼板或鋼坯的順序進(jìn)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850～900℃，加熱120～360min；e、加熱后的坯料進(jìn)行熱軋，控制開軋溫度800℃以上，終軋溫度700℃以下，并且控制單道次變形量在20％～30％，軋制總變形量≥90％。利用該方法所得鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合強(qiáng)度高。
【IPC分類】B21B1/38
【公開號】CN105107841
【申請?zhí)枴緾N201510543767
【發(fā)明人】彭琳, 李軍, 楊柳, 欒佰峰, 于輝, 林崇智, 王瑩
【申請人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月31日