[发明专利]一种非对称组坯钛钢复合板抑制翘曲的热轧方法

说明书

技术领域

本发明属于轧制金属复合板生产技术领域，具体涉及一种非对称组坯钛钢复合板抑制翘曲的热轧方法。

背景技术

随着金属材料服役环境的恶劣，单种金属已经难以满足这种复杂的服役环境，可能导致结构发生失效，严重时危害设备和生产安全。因此，双金属材料应用而生。将异种金属钛和钢通过轧制的方法使其焊合在一起，获得一定的结合强度的钛钢复合板，该复合板既有良好的强度又有良好的耐腐蚀性能，同时焊接性能和导热性能也良好，在化工领域、石油领域、电力领域、海洋领域、造船领域、制药领域、核电领域起到广泛的作用。

钛钢复合板的生产方法主要有三种，爆炸法，爆炸-轧制法，轧制法。第一种方法生产的复合板由于是运用爆炸技术，产品尺寸受到很多限制，且爆炸之前的准备工序十分复杂，另外第一种方法和第二种方法有一些共同的缺点，就是其会造成环境污染，而且消耗的能量很大、产品的成材率也低，如果运用轧制法生产钛/钢复合板，其可生产的产品尺寸的范围大、结合质量和表面质量好、成材率高、尺寸精度高、生产效率高，将逐渐成为生产钛/钢复合板的主要方法。

热轧复合板是采用轧制的方法，运用强大轧制压力使得金属待结合表面露出新鲜金属，并随着压下量的增加，使得两种金属形成越来越牢固的冶金结合的方法。

在热轧钛钢复合板的过程中，钛在高温下容易与氧气发生强烈的化学反应而影响轧制过程，界面处的钢板表面也会与氧气反应生成氧化铁皮，影响复合板界面结合质量；因此，需要对钛板的所有表面和界面处钢板进行防氧化处理。为了解决这个问题，通常采用三种方法：一是在复合板在真空轧机中热轧，二是利用挡板和抽真空的方法制造真空环境，三是在表面涂上一层高温防氧化涂层。第一种方法对设备要求很高，真空热轧机的设备昂贵且国内不能生产，需要进口；第二中方法的抽真空过程十分复杂，对各工序和操作工人的要求很高；第三种方法比较简单，但其防氧化效果没有前两种方法好。

在非对称组坯的热轧钛钢复合板的过程中，由于钛和钢存在很大的变形抗力差，因此，其轧制变形会发生严重不协调，产生板型的纵向翘曲（扣头和上翘）问题，这是热轧钛钢复合板面临的一大难题。为了解决纵向翘曲（扣头和上翘）问题，有两种解决方法：一是将钛钢复合板对称组坯，采用ABBA的对称组坯方式来控制热轧过程中变形协调的问题；二是采用非对称组坯的方式，通过控制开轧时钛板和钢板的温度，合理的控制冷却等方法来控制纵向翘曲（扣头和上翘）。上述对称组坯方式热轧的缺点是对轧制能力要求较高；非对称组坯热轧的缺点是需要通过合理制定工艺控制纵向翘曲（扣头和上翘）问题。在采用对称组坯ABBA的方法解决纵向翘曲（扣头和上翘）问题时，由于板材为四层，对轧件能力提出了较高的要求；在采用温度和冷却水控制纵向翘曲（扣头和上翘）的方法对板材加热制度，加热温度精度和加热炉都提出了更高的要求，同时冷却速度的选择和冷却时间的确定成为较为复杂的工艺步骤，一旦速度和时间选择错误，则难以很好的解决纵向翘曲（扣头和上翘）的问题。

发明内容

本发明基于钢板、钛板、盖板的三层非对称组坯，在钛板所有表面和钢板的待结合表面涂有防氧化涂层；同时在复合板上覆盖一层薄的盖板以及在钛板四周放置侧板，以控制热轧时钛板与空气的过多的接触；通过使用物理防氧化方法和化学防氧化方法相结合减少钛表面和界面处金属的高温氧化；同时在热轧过程中根据压下量，轧前厚度，轧前温度，轧件与轧辊摩擦情况合理调整上下轧辊转速的方法（异步轧制）控制板型纵向翘曲（扣头和上翘）问题。

本发明具体解决上述问题的方法如下：提供一种非对称组坯钛钢复合板抑制翘曲的热轧方法，所述热轧方法对经过高温防氧化处理的三层非对称组坯进行热轧，并在轧制过程中通过等径异步轧制的方式控制三层非对称组坯的纵向翘曲，轧制完成后获得钛钢复合板;

进一步地，其中所述经过高温防氧化处理的三层非对称组坯最上层基板为钢板、中间层复板为钛板、最下层为低碳钢盖板，所述钛板的所有表面均涂有高温防氧化涂层，所述钢板的待复合表面也涂有高温防氧化涂层，所述钛板的四周还设有低碳钢侧板，所述低碳钢侧板分别与低碳钢盖板和钢板焊接;

进一步地，其中所述等径异步轧制为调整钢板一侧的轧辊转速大于钛板一侧的转速;

进一步地，所述热轧方法包括以下步骤：

S1处理坯料并进行组坯;

S2加热组坯;

S3多道次可逆轧制;

S4热处理轧制过的组坯;

S5切割分离获得钛钢复合板;

进一步地，所述S1具体步骤为：