[发明专利]一种非对称式宽幅热轧金属复合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非对称式宽幅热轧金属复合板的制备方法，属于轧钢技术领域。

背景技术

金属复合板是指在较厚规格基层钢板上冶金复合上较薄一层复层钢板，兼有基层钢板的优良力学性能和复层钢板的耐磨或耐蚀性能。金属复合板广泛应用于石油化工、造船、冶金、煤炭、水泥、电力等众多领域。复合板中价格昂贵的复层的重量约占1/3~1/2，总体成本减少30~50％。因此，金属复合板具有广阔的市场需求。

目前，国内外热轧复合法生产的金属复合板多采用对称组坯的形式来制备所需复合板，由于复合板厚度及板幅受轧机限制，无法生产结合性能良好、复层分布均匀、综合性能优越、板形良好的特厚或较薄宽幅高品质复合板。采用对称组坯生产宽幅特厚复合板时，基层原材料采用连铸坯，虽然能够很好的控制轧制与板形，但仍存在大量问题。由于受原始坯料厚度、轧机开口度、轧制压下量等因素的影响，造成轧制比不足，所得到的特厚复合板厚度受到一定的限制，同时基层力学性能不能满足要求；不锈钢位于复合坯心部，轧制变形不足，使得复层不锈钢变形量较小，不能随基层协同变形，界面结合强度较小，无法满满足高品质特厚复合板的性能要求。采用对称组坯生产宽幅中、薄复合板时，热轧板形极难控制，易造成轧制工艺无法完成，其轧后残余应力极大，造成板形波浪变形，不易矫直，无法使用。

目前，国内热轧复合板市场主要以低端、较窄的复合薄板和中板为主，并随着各大钢厂的扩建生产，该规格产品趋于饱和。因此，需要开发高品质宽幅复合板，满足国内高端产品需求，包括大型压力容器、核电容器、军工产品、航母舰艇与石油气运输船船板、海上石油平台等众多高端产品领域。因此，高品质宽幅特厚或中薄复合板市场前景广阔。

发明内容

为了克服上述技术上的不足，本发明提供了一种非对称式高品质宽幅热轧金属复合板的制备方法，即采用“特厚基层-复层-剥离剂-复层-较薄基层”的非对称组坯形式，其中，特厚基层原材料为扁锭开坯后特厚钢板或连铸坯，并结合控轧控冷或在线控冷手段，经热矫后，可以一次性获得板形及综合性能良好的一块高品质宽幅特厚复合板与一块宽幅较薄复合板，明显改善复合板综合性能，提高生产效率，填补国内技术空白。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的具体步骤：

第一步：原材料准备：特厚基层采用扁锭开坯后特厚钢板或连铸坯，其中扁锭初始厚度最厚可达1000mm，连铸坯目前国内最厚可达300mm，较薄基层可采用连铸坯或热轧板，复层为所需厚度尺寸，将所需基层与复层切割至相应宽度及长度；

第二步：表面处理：对基层和复层钢板采用机械研磨的方法进行表面处理，表面粗糙度达0.1μm，将基层钢板的一个待结合的表面以及复层钢板的六个表面上的氧化层去除，然后对结合表面采用酒精、丙酮进行清洗除油除污，并吹干；

第三步：组坯封装：将基层钢板和复层钢板按照“特厚基层-复层-剥离剂-复层-较薄基层”的次序依次组合在一起，复层钢板与复层钢板间涂覆剥离剂，复层四周用封条固定，基层与封条间的采用气保焊焊接密封，封条一侧预留抽气孔，构成非对称金属复合板坯；

第四步：抽真空：利用预留抽气小孔进行抽真空处理，真空度≤0.1Pa，通过保压1h测定焊接的密封性，充入氮气或氩气进行清洗稀释复合板坯密封腔内空气，重新抽真空，待达到真空度≤0.1Pa后，在真空条件下将抽气小孔焊接密封，使金属复合坯密封腔内部形成高真空环境；

第五步：加热：将密封完好的金属复合坯放置于加热炉中加热至奥氏体温度以上，在保温炉中放置时，较薄基层面朝上，保温一定时间，保证金属复合坯完全奥氏体化，并防止晶粒急剧长大，保证均匀热透；

第六步：热轧：将保温完毕的金属复合坯进行轧制，轧制温度为850~1200℃之间，单道次压下量为5%以上，总压下量为50%以上，控制道次间时间间隔及表层温度，轧制时较薄基层面朝上，轧制成所需尺寸金属复合板。

第七步：冷却：后续根据复合板终轧厚度及复层与基层的性能要求进行水冷，控制复合板上下基层表面的冷却速度，其中以基层马氏体转变临界冷却速度或避开复层敏化区间的冷却速度快速冷却至所需温度以下一定温度，待表面冷却至所需温度后，保持一定时间，最后空冷至室温。

第八步：分板：待复合板冷却完毕后将两块复合板四周切割分开，获得两块金属复合板。

上述方法中特厚基层原材料采用经扁锭开坯后特厚钢板或较厚连铸坯，其中经扁锭开坯后特厚钢板无缺陷，较薄基层可用连铸坯或热轧钢板，复层为所需尺寸；