[发明专利]一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合板制备技术领域，具体涉及一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法。

背景技术

薄复层钛/钢复合板是指复层厚度不超过3.0mm的钛/钢双层金属复合板。这里，复层指钛层，钛可以是纯钛或钛合金。目前，该类复合板采用三种方法生产：

(1)爆炸焊接法：爆炸焊接就是利用炸药爆炸产生的能量作为能源，使被焊金属之间形成牢固固相结合的一种焊接方法。国内少量薄复层钛/钢复合板采用爆炸焊接法生产，这种方法生产的复合板具有高的结合强度，一般拉剪强度不低于240MPa。但爆炸复合板的质量不稳定，具体表现为不同批次的复合板、同一批次的不同复合板、甚至同一张复合板的不同区域其结合性能往往存在较大差异。其次，爆炸焊接生产率低，尤其当复层厚度小于1.0mm时，冲击波使复板产生扰动，边部效应严重，甚至出现不结合、复板被击穿等现象，工艺难度很大。

(2)爆炸-轧制法：为克服复层厚度对工艺条件的限制，将爆炸焊接与轧制技术相结合，发展了爆炸-轧制法。该方法可轻易地生产出复层厚度在1.0mm以下的薄复层复合板，已成为国内生产薄复层钛/钢复合板的主要方法，但这种“两步式”生产使制造成本剧增。更为重要地，轧制之前的加热会使界面形成大量的脆性相，复合板结合性能急剧恶化，拉剪强度仅约140MPa，甚至更低。

此外，上述两种方法还存在噪音和冲击波污染，不利于环保。

(3)真空热轧法：真空热轧是在真空(通常真空度不低于10^-1Pa)条件下，采用轧制复合技术生产钛/钢复合板的一种新工艺。国外，尤其在日本，真空热轧已成为薄复层钛/钢复合板的主要生产方法，但国内尚不具备该技术。采用该方法生产的薄复层钛/钢复合板具有较高的结合强度，拉剪强度在200MPa以上，并且质量稳定，但真空获取需耗费大量时间，因而生产周期长，不利于工业化生产。另外，真空设备昂贵，一次投入大，后期维护费用高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种复层钛厚度不大于3.0mm，拉剪强度不小于180MPa的高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用机械法对不平度不大于5.0mm/m的钢板的待复合面和不平度不大于5.0mm/m的钛板的待复合面进行处理，除去待复合面的缺陷，然后将除去缺陷的钢板的待复合面和钛板的待复合面用有机溶剂清洗干净；所述钛板的长、宽尺寸与钢板的长、宽尺寸相差0mm～50mm；

步骤二、将步骤一中清洗后的钢板和钛板组装成轧坯；所述组装的方式为：将钢板的待复合面和钛板的待复合面相对叠放形成板坯，然后将两块板坯按照钛板与钛板相对的方式对称安装，并且在相邻两张钛板之间设置用于隔离两块板坯的隔离层，采用钢质封条将两张钢板沿四周密封焊接；或者将钢板的待复合面和钛板的待复合面相对叠放形成板坯，然后将两块板坯按照钢板与钢板相对的方式对称安装，并且在相邻两张钢板之间设置用于隔离两块板坯的隔离层，采用钛质封条将两张钛板沿四周密封焊接；

步骤三、将步骤二中组装好的轧坯加热至780℃～880℃并保温20min～180min；

步骤四、将步骤三中保温后的轧坯送入轧机中进行2～10道次的轧制，冷却后得到复合板；所述轧制的总变形率为60％～90％，第一道次变形率不低于20％；

步骤五、将步骤四中所述复合板在温度为280℃～580℃的条件下热处理60min～300min；

步骤六、将步骤五中经热处理后的复合板校平，然后切除复合板头、尾和焊缝部分，得到两张复层钛厚度不大于3.0mm，拉剪强度不小于180MPa的钛/钢复合板。

上述的一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，步骤一中所述机械法为磨削法或切削法。

上述的一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，步骤一中所述有机溶剂为乙醇和/或丙酮。

上述的一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，所述乙醇和丙酮的浓度级别均不低于化学纯。

上述的一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，步骤一中所述钛板的厚度不大于10.0mm。

上述的一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，步骤二中所述隔离层为有机涂料或纸质填充物；所述有机涂料为防氧化脱碳涂料。

上述的一种高性能薄复层钛/钢复合板的制备方法，所述防氧化脱碳涂料为防氧化脱碳涂料FY-1、防氧化脱碳涂料MP120或防氧化脱碳涂料MP130。