[发明专利]一种复合轧制用组坯结构及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属坯料的制造方法，尤其涉及金属复合组坯料结构及其生产工艺。

背景技术

金属复合板是兼具复层功能性和基层经济型、强韧组合性能的新型材料，例如不锈钢-碳钢复合板，复层不锈钢提供优异的抗腐蚀性能，基层碳钢代替价格昂贵、合金含量高的不锈钢材质，提供高强度等性能支撑。随着工业技术水平的不断进步和节能环保的要求，金属复合板材料应用越来越广泛，复合板材料向设计专业化、材料功能化、生产效率化，成本降低化，产品高性化方向发展趋势越来越明显，也越来越依赖产品工艺技术的不断创新和突破。

现有技术的复合轧制用坯料，未能完全充分利用碳钢良好的焊接技能，使得金属复合轧制用组坯成品复层表面质量不好，成材率低，生产效率低，成本高，无法广泛应用于各种金属复合轧制用组坯的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合轧制用组坯结构，该结构相比现有技术具有工艺简单、复合质量好、效率高、生产成本较低、周期短、易于生产组织、损耗小的优点，可广泛应用于各种金属复合轧制用组坯的生产。

为了实现上述发明目的，本发明提出了一种复合轧制用组坯结构，其包括：

至少两组相同的坯料单元，其中每一组坯料单元均包括相互连接的一层基材坯料和一层复材坯料；所述至少两组相同的坯料单元在坯料单元的厚度方向上堆叠设置，在堆叠设置时，两组相邻的坯料单元的其中之一的基材坯料邻接另一组坯料单元的基材坯料，或者，两组相邻的坯料单元的其中之一的复材坯料邻接另一组坯料单元的复材坯料，并且两组相邻的坯料单元之间设有隔离剂。

进一步地，本发明所述的复合轧制用组坯结构，其包括两组坯料单元。

进一步地，本发明所述的复合轧制用组坯结构，所述基材坯料的长度比复材坯料的长度大30-100mm，和/或者所述基材坯料的宽度比复材坯料的宽度大30-100mm，所述复材坯料的外围设有碳钢压条，所述碳钢压条与基材坯料焊接连接。

进一步地，本发明所述的复合轧制用组坯结构，所述基材坯料与复材坯料通过真空电子束对其四周进行封焊而实现所述相互连接。

本发明的另一目的还在于提供一种复合轧制用坯料的生产方法，本方法相比较于现有技术，可以充分利用碳钢良好的焊接性能，可以使得金属复合轧制用组坯成品复层表面质量好、成材率高、生产效率高、成本低，可广泛应用各种金属复合组坯的生产。

为了实现上述发明目的，本发明提出了一种复合轧制用坯料的生产方法，包括步骤：

(1)对坯料的表面进行预处理；

(2)构建坯料单元：将一层基材坯料和一层复材坯料叠放对正，对其复合面进行四周封焊；

(3)将至少两组所述坯料单元在坯料单元的厚度方向上堆叠设置，使得两组相邻的坯料单元的其中之一的基材坯料邻接另一组坯料单元的基材坯料，或者，两组相邻的坯料单元的其中之一的复材坯料邻接另一组坯料单元的复材坯料，并且在两组相邻的坯料单元之间刷涂隔离剂；

(4)在复材坯料的外围设置碳钢压条，将碳钢压条与两组相邻的坯料单元的基材坯料焊接连接在一起，且碳钢压条与基材坯料之间具有未焊接段，以使隔离剂与外界大气连通。

进一步地，本发明所述的复合轧制用坯料的生产方法，在所述步骤(2)中，采用真空电子束对复合面进行四周封焊，控制焊接时真空室内真空度高于10^-1Pa，从而保证组合坯料界面处于高真空状态，发明人经过研究发现，在相同轧制工艺下，真空度越高，越不易形成各类非金属夹杂物，从而轧制后钢板的复合界面结合强度就越大，同时另一方面，轧制工艺调整的空间也就越大。通过实验证明，10^-1Pa以上的真空度可以充分保证复合界面的结合强度和各种轧制策略的实施。

进一步地，本发明所述的复合轧制用坯料的生产方法，所述基材坯料的长度比复材坯料的长度大30-100mm，和/或者所述基材坯料的宽度比复材坯料的宽度大30-100mm，从而保证压条和两组相邻坯料相连接时的焊接熔深在15-50mm之间，增加两者的结合强度，进而有效防止轧制时连接处发生开裂。

进一步地，本发明所述的复合轧制用坯料的生产方法，在所述步骤(4)中，在基材坯料与碳钢压条之间打Y型坡口，然后将碳钢压条与两组相邻的坯料单元的基材坯料焊接连接在一起。

进一步地，本发明所述的复合轧制用坯料的生产方法，在所述步骤(4)中，采用钨极氩弧焊或埋弧焊或气体保护焊将碳钢压条与两组相邻的坯料单元的基材坯料焊接连接在一起。