[发明专利]一种用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属坯料的制造方法，尤其涉及一种用于生产金属复合板的坯料的制造方法。

背景技术

不锈钢-碳钢复合板是一种以碳钢为基板，单面或双面以不锈钢为复层的复合板材。它的主要特点是碳钢和不锈钢形成牢固的冶金结合,可以进行热压、冷弯、切割、焊接等各种加工。不锈钢-碳钢复合板不仅具有不锈钢的耐腐蚀性、又具有碳钢良好的机械强度和加工性能，是新型的工业产品，广泛用于石油、化工、盐业、水利电力、食品加工等行业。

现有的不锈钢-碳钢复合板的生产方法主要是爆炸复合法和热轧复合法。其中，爆炸复合法的生产工艺是将不锈钢板重叠置于碳钢基板上，不锈钢板和碳钢基板之间用垫子间隔出一定的距离，在不锈钢板上面平铺炸药，炸药爆炸的能量，使不锈钢板高速撞击碳钢基板，产生高温高压使两种材料的界面实现固相焊接。理想状态下，界面的每平方毫米的剪切强度可以达到400MPa。然而，爆炸复合法对环境会造成振动、噪声和烟尘污染，而且爆炸复合法的生产效率也较低。热轧复合法工艺是以碳钢基板和不锈钢板处于物理纯净状态，在高度真空条件下进行轧制而成，在轧制过程中两种金属扩散实现完全的冶金结合，但由于受目前不锈钢复合板组坯工艺方法以及轧钢压缩比的限制，热轧生产尚不能批量生产厚度50mm以上的复合钢板。

此外，公开号为CN102553918，公开日为2012年7月11日，名称为“一种不锈钢与普碳钢复合带材的轧制方法”的中国专利文献公开了一种不锈钢-碳钢复合板的制造方法，其包括步骤：备料；预处理；叠坯；加热并且热轧；开卷；冷轧和热处理，将初卷板引入冷轧机冷轧，得到冷轧复合卷板，再将冷轧复合卷板送入热处理炉热处理，并且控制热处理温度，得到冷复合卷板；精整，对冷复合卷板进行精整，得到不锈钢与普碳钢复合带材。由此可见，这种制造方法也是一种轧制复合方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法，该方法生产效率高，适应加热设备、轧机设备的能力强，弥补了现有生产技术之不足。金属材料轧制、锻造企业可批量使用该方法制得不锈钢-碳钢复合板的坯料，并可以基于已公开的金属扩散焊机理，根据自有加热、轧制、热处理设备灵活确定轧制工艺，进一步制造出企业设备能力极限范围内的不锈钢-碳钢复合板、不锈钢-碳钢-不锈钢复合板以及不锈钢-碳钢锻件、不锈钢-碳钢-不锈钢锻件。

为了实现上述发明目的，本发明提出了一种用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法，其包括步骤：

（1）坯料表面处理：将待复合的钢坯料和不锈钢坯料进行表面预处理；

（2）组坯：在碳钢坯料的上表面和/或下表面放置与其接触的不锈钢坯料，所述不锈钢坯料的外边沿与碳钢坯料平齐；

（3）点焊定型：可采用手工焊接、气体保护焊、氩弧焊对组坯完成的坯料进行点焊定型，确保坯料相对位置在吊运进入下一道工序前不会发生移动；

（4）焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。

进一步地，本发明所述的用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法的步骤（1）中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度≤1mm/m²，确保密封焊接质量满足要求。

进一步地，本发明所述的用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法的步骤（1）中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的粗糙度Ra≤12.5μm，确保不锈钢-碳钢复合坯后续的加热轧制焊合质量。

进一步地，本发明所述的用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法的步骤（4）中，采用真空电子束焊接。真空电子束焊接可以使不锈钢-碳钢焊接实现深熔密封焊接（焊缝深宽比可大于20：1），不仅能最大程度地降低坯料的热影响区，并且能保证焊接强度，避免复合表面在后续加工过程中因焊缝漏气而被氧化。

更进一步地，本发明所述的用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法的步骤（4）中，焊接真空度≤1.0Pa。该真空度数值可有效防止不锈钢-碳钢表面氧化层的形成，同时降低了真空抽气时间，提高了加工效率，降低了加工成本。

进一步地，本发明所述的用于生产不锈钢-碳钢复合板的坯料的制备方法的步骤（4）中，焊接深度为10-80mm，即自坯料的外边沿向内的被焊接密封的尺寸为10-80mm。该焊接深度能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度要求。