[发明专利]一种覆钛低碳钢复合板制备方法有效

专利信息
申请号: 201410176481.1 申请日: 2014-04-29
公开(公告)号: CN105018923B 公开(公告)日: 2018-10-02
发明(设计)人: 杨晓萍;梁永立;史弼;张俊宝;张宇军 申请(专利权)人: 宝山钢铁股份有限公司
主分类号: C23C24/04 分类号: C23C24/04;C23C24/06
代理公司: 上海科琪专利代理有限责任公司 31117 代理人: 郑明辉;夏永兴
地址: 201900 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 低碳钢 复合板 制备 方法
【说明书】:

本发明涉及一种采用超高速喷射沉积和轧制处理的覆钛低碳钢复合板的制备方法。一种覆钛低碳钢复合板制备方法,首先利用高速喷射沉积技术将304不锈钢粉末沉积在经过前处理的低碳钢板上作为过渡层,然后将纯钛粉末高速喷射沉积于过渡层上,最后通过热轧获得涂层致密、界面为冶金结合的覆钛低碳板,产生包括低碳钢板层、过渡金属层和纯钛层的覆钛低碳钢板。本发明的制备方法可方便地实现低碳钢板表面单面或双面覆钛,且可以根据实际需求灵活调整钛覆层的厚度,能制备钛复层厚度从几十微米到几毫米,其工艺简单,钛覆层厚度可控,制备的覆钛低碳钢复合板界面为冶金结合,具有结合强度高的特征性能。

技术领域

本发明涉及一种覆钛低碳钢复合板的制备方法,特别涉及采用超高速喷射沉积和轧制处理的覆钛低碳钢复合板的制备方法。

背景技术

钛具有很多优良的特性,如低密度、高比强度、良好的耐热性能、优异的耐蚀性和生物相容性等,被广泛应用于航空、航天、航海、化工等领域。随着冶金技术的发展,钛在建筑、汽车、医疗及日常生活用品等领域的用量也在快速增长。但由于纯钛的强度较低,制造成本高,限制了其应用。碳钢作为最常用的结构材料,具有一些优良的性能,如力学性能、焊接性、热稳定性等,且制造成本较低,但碳钢的耐蚀性却远不如钛。将两者复合使其兼具二者优点、又互为弥补不足的覆钛低碳钢复合板极具市场潜力。

现有的钛-钢复合板制造方法主要有爆炸复合法、轧制压接法或爆炸制坯-轧制法,爆炸复合法通常在常温下进行,指利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法。如中国专利CN200810226956.8、CN200810226957.2和CN200910023101.X均利用爆炸复合制钛-钢复合板。但由于爆炸复合受自身工艺限制,金属板变形较大,仅适用于厚金属板(通常复层厚度大于1.5mm)的复合。为得到薄型钛-钢复合板,中国专利CN200810226955.3采用爆炸制坯-轧制法,先利用爆炸复合法制轧制坯料,油压机矫平,再钢面两两相对叠放并将四周焊接后,加热至温度为700-1000℃,保温1-4h,经过6-10道次轧制,获得最终厚度为2.5-6mm的复合板。轧制压接法是通常是将板组装后,在真空条件下加热轧制。中国专利CN200810064689.9公开了一种钛合金板与不锈钢板的真空热轧复合方法,其主要原理是将钛合金板、不锈钢板以及铜箔过渡层铆合后,在真空度为(1~3)×103Pa、温度为600~1100℃真空炉中保温后热轧获得钛合金-不锈钢复合板。轧制压接法是最先将钛板(复合材)与钢板(基材)以嵌入式的板坯组装,在钛板与钢材之间放入合适的中间嵌入材,再在高真空下采用电子束焊接。最后放入加热炉加热后,在厚板轧机上强压轧到所要求的厚度,这样钛板与钢板则真正接合了。中国专利CN200910010100.1采用热轧机直接压延复合方法获得钛/钢复合板。但是上述方法的共同特点是直接利用钛板成品与钢板复合,但受自身特点所限钛材成材率低,且难以获得更薄规格钛复层的钛-钢复合板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种覆钛低碳钢复合板制备方法,该制备方法工艺简单,且钛覆层厚度可控,制备的覆钛低碳钢复合板界面为冶金结合,具有结合强度高的特征性能。

为了实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案:

一种覆钛低碳钢复合板制备方法,首先利用高速喷射沉积技术将304不锈钢粉末沉积在经过前处理的低碳钢板上作为过渡层,然后将纯钛粉末高速喷射沉积于过渡层上,最后通过热轧获得涂层致密、界面为冶金结合的覆钛低碳板,产生包括低碳钢板层、过渡金属层和纯钛层的覆钛低碳钢板;其步骤如下:

(1)备料:选择球形304奥氏体不锈钢粉末作为过渡金属层原材料,低氧、低氢的高纯钛粉作为纯钛覆层原材料,两种粉体粒径分布范围为5-200 um,钛粉粒子形状为球形、类球形,或不规则形;

(2)基材前处理:采用喷砂法进行前处理,然后用高压气体吹扫,以除去表面氧化层,获得新鲜表面;

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