一種覆鈦不銹鋼復(fù)合板制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種覆鈦不銹鋼復(fù)合板的制備方法，特別涉及采用超高速噴射沉積和軋制處理的覆鈦不銹鋼復(fù)合板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬層狀復(fù)合材料通常是由兩種或多種性能不同的金屬板材通過特殊的加工制備方法復(fù)合而成。這種材料同時具備了不同金屬材料組元的物理與化學(xué)性能，既克服了單一金屬材料性能上的單一性，同時又在價格上得到了互補。因此，金屬復(fù)合板自誕生以來就受到多種行業(yè)的重視和使用。
[0003]不銹鋼因其具有優(yōu)良的耐蝕性和表面光潔度而被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、裝飾、化工等各領(lǐng)域，其需求量也在逐年增長。鈦在氧化性、中性及氯離子介質(zhì)中的耐蝕性能均優(yōu)于不銹鋼，并具有一系列其它的優(yōu)異特性，如:低密度，良好的生物相容性，獨特的裝飾性能(通過調(diào)整氧化膜厚度以及鈦材表面光澤度，可以使鈦材的表面呈現(xiàn)多姿多彩的外觀)，導(dǎo)致鈦在諸多領(lǐng)域具有更為廣闊的應(yīng)用前景。鈦-不銹鋼復(fù)合板，由于兼具不銹鋼板和鈦板兩種金屬的優(yōu)點，且克服了鈦板制造成本高的不足，更具市場潛力。
[0004]現(xiàn)有的鈦-鋼復(fù)合板制造方法主要有爆炸復(fù)合法、乳制壓接法或爆炸制坯-軋制法。爆炸復(fù)合法通常在常溫下進(jìn)行，指利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成工件迅速碰撞而實現(xiàn)焊接的方法。如中國專利 CN200810226956.8、CN200810226957.2 和 CN200910023101.X均利用爆炸復(fù)合制鈦-鋼復(fù)合板。但由于爆炸復(fù)合受自身工藝限制，金屬板變形較大，僅適用于厚金屬板(通常復(fù)層厚度大于1.5mm)的復(fù)合。為得到薄型鈦-鋼復(fù)合板，中國專利CN200810226955.3采用爆炸制坯-軋制法，先利用爆炸復(fù)合法制軋制坯料，油壓機(jī)矯平，再鋼面兩兩相對疊放并將四周焊接后，加熱至溫度為700-100(TC，保溫l_4h，經(jīng)過6-10道次軋制，獲得最終厚度為2.5-6mm的復(fù)合板。軋制壓接法通常是將板組裝后，在真空條件下加熱軋制。中國專利CN200810064689.9公開了一種鈦合金板與不銹鋼板的真空熱軋復(fù)合方法，其主要原理是將鈦合金板、不銹鋼板以及銅箔過渡層鉚合后，在真空度為(I?3) X 10 _3Pa、溫度為600?1100°C真空爐中保溫后熱軋獲得鈦合金-不銹鋼復(fù)合板。軋制壓接法是最先將鈦板(復(fù)合材)與鋼板(基材)以嵌入式的板坯組裝，在鈦板與鋼材之間放入合適的中間嵌入材，再在高真空下采用電子束焊接。最后放入加熱爐加熱后，在厚板軋機(jī)上強壓軋到所要求的厚度，這樣鈦板與鋼板則真正接合了。中國專利CN200910010100.1采用熱軋機(jī)直接壓延復(fù)合方法獲得鈦/鋼復(fù)合板。但是上述方法的共同特點是直接利用鈦板成品與鋼板復(fù)合，但受自身特點所限鈦材成材率低，且難以獲得更薄規(guī)格鈦復(fù)層的鈦-鋼復(fù)合板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種覆鈦不銹鋼復(fù)合板制備方法，該制備方法工藝簡單、可控性好、生產(chǎn)效率高，制備的金屬鈦板具有結(jié)合力好、致密度高、耐蝕性能好、使用壽命長等特點。
[0006]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種覆鈦不銹鋼復(fù)合板制備方法，通過將純鈦粉末高速噴射沉積于經(jīng)過活化的基材表面獲得結(jié)合力良好的復(fù)合板料，然后通過熱軋獲得涂層致密、界面為冶金結(jié)合的覆鈦不銹鋼板；其步驟如下:
(1)備料:選擇低氧、低氫的高純鈦粉作為純鈦覆層原材料，粉體粒徑分布范圍為5-200um，鈦粉粒子形狀為球形、類球形，或不規(guī)則形；
(2)不銹鋼基材的表面活化:采用球形Al2O3粒子高速轟擊的方法對不銹鋼基材進(jìn)行表面活化處理；
(3)高速噴射沉積法沉積純鈦層:將純鈦粉送入粉末加速器加速后噴向經(jīng)過表面活化的不銹鋼基板上，沉積形成純鈦覆層；
(4)鈦覆層的致密化:采用熱軋工藝實現(xiàn)不銹鋼基材上鈦覆層的致密化，將得到的不銹鋼-純鈦板料置于熱處理爐內(nèi)加熱，使其溫度均勻達(dá)到850?1100°C，然后對上述經(jīng)過加熱的不銹鋼-純鈦板料進(jìn)行熱軋，實現(xiàn)純鈦覆層的致密化，同時達(dá)到界面的冶金結(jié)合。
[0007]進(jìn)一步，所述步驟I中的粉體粒徑分布范圍為10_50um。
[0008]進(jìn)一步，所述步驟I中的高純鈦粉的制備工藝為氫化脫氫法獲得的不規(guī)則鈦粉，高純鈦粉的制備工藝為氣體霧化法獲得球形或類球形鈦粉。
[0009]進(jìn)一步，所述步驟2中球形Al2O3粒子的粒徑分布范圍為5-60 um ;所述球形Al2O3粒子的粒徑分布范圍為10-30um。
[0010]進(jìn)一步，所述步驟3中利用高速噴射沉積技術(shù)能在不銹鋼基材上單面沉積復(fù)合純鈦層，或雙面沉積復(fù)合純鈦層。
[0011]進(jìn)一步，所述步驟3中沉積得到的純鈦覆層為多孔材料，孔隙率在5%?30%范圍變化。
[0012]進(jìn)一步，所述步驟4中為保證軋制溫度彡8500C，對板料每進(jìn)行2?3道次熱軋后，將板料返爐加熱至850?1100°C均溫后再進(jìn)行熱軋。
[0013]所述經(jīng)過熱軋?zhí)幚淼母测伈讳P鋼復(fù)合板能直接應(yīng)用，或再經(jīng)過酸洗、退火、冷軋、平整、去應(yīng)力退火形成高等級覆鈦不銹鋼復(fù)合板。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
通過本發(fā)明的制備方法可方便地實現(xiàn)不銹鋼板表面單面或雙面覆鈦，且可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整鈦覆層的厚度。所制復(fù)合板不但繼承了不銹鋼板較好的耐腐蝕、耐熱及力學(xué)性能，同時又兼顧純鈦板更佳的耐蝕性能以及低密度、生物相容性等優(yōu)點，同時鈦覆層和不銹鋼板之間界面為冶金結(jié)合，復(fù)合強度高。
[0015]本發(fā)明的制備方法工藝簡單、可控性好、生產(chǎn)效率高，適于工業(yè)化應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的實施例一軋制后鋼板截面經(jīng)拋光后的金相照片；
圖2為本發(fā)明的實施例二軋制后鋼板截面經(jīng)拋光后的金相照片。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]實施例一:
本實施例中的覆鈦不銹鋼復(fù)合板制備方法包括以下步驟:
(1)備料:選用200mmX10mmX 5mm厚度為5mm的304不銹鋼板為基板,用氫<化脫氫<法得到的低氧、低氫的高純鈦粉為鈦覆層原料，純鈦粉粒徑分布范圍為5-1