[发明专利]一种钛钢复合板的制备方法

说明书

本发明公开了一种钛钢复合板的制备方法，通过坯料准备、表面处理、隔离剂涂刷、对称组坯、电子束封焊、加热、轧制、矫直及切割分板等工序制备出高结合性能的钛钢复合板。通过组坯过程在钛与钢待复合界面上添加叠片，使复合坯中钛与钢不能充分接触，阻隔其在加热过程元素的相互扩散，从而控制界面碳化物及金属间化合物等脆性相生成，随后通过大压下量轧制，破坏界面氧化膜，实现钛钢新结合界面形成及充分冶金结合，加上轧后快速冷却，抑制脆性相再次形成，从而制备出无脆性相的高结合性能的钛钢复合板。与添加中间层镍箔或铜箔相比，本发明操作更简单，生产成本更低，且结合性能高。

技术领域

本发明属于双金属复合制造技术领域，涉及复合板的制备，具体涉及一种钛钢复合板的制备方法。

背景技术

钛具有显著优良的耐蚀性，在大部分的腐蚀环境中，其耐蚀性超过了不锈钢，因此，在化工装置、压力容器、热交换器、海上作业平台及航空航天等领域都有广泛应用。但是钛价格昂贵，增加了设备制造的材料成本，这限制了钛的使用。而钛钢复合板兼具钛优异的耐蚀性及钢的强韧性，且大幅度降低了钛的使用量，节约成本，具有很高经济价值及良好的应用前景。

目前，钛钢复合板的主要制备方法有爆炸复合法、爆炸-轧制复合法及真空轧制复合法。而爆炸复合法存在噪声污染及环境污染，且受天气影响较大，生产效率低，不是一种绿色、环保、可持续的生产方式。而真空轧制复合法是通过真空焊接组坯，经加热、轧制使基材和覆材实现良好冶金结合的生产工艺，具有较高的生产效率、低污染、低能耗且可生产宽幅规格的金属复合板。因此，采用真空轧制复合法生产钛钢复合板将是未来发展的趋势。

然而采用真空轧制法制备钛钢复合板时，由于钛与钢在高温下存在严重界面反应，若将钛与钢直接进行轧制复合，复合界面容易生产Ti-Fe金属间化合物、TiC等脆性相，极大地影响钛钢复合板的结合性能。为了抑制界面脆性相生成，通常在钛与钢之间添加镍箔或铜箔等中间层，以阻隔Ti与C或Ti与Fe的结合，从而增强钛钢复合界面的结合强度。如公开专利201510249152.X《以镍为中间层的钛钢复合板的高温制备方法》和201510247275.X《高结合强度的钛钢复合板的制备方法》均添加了镍箔作中间层来轧制钛钢复合板，以获得良好结合性能的钛钢复合板。但是，添加中间层不仅使生产工艺变得繁琐，还增加生产成本。因此，有必要寻找一种合适的生产工艺来制备高结合性能的钛钢复合板。

发明内容

发明目的：为了解决现有采用真空轧制法制备钛钢复合板时产生的严重界面反应影响复合板的结合性能，本发明提供了一种钛钢复合板的制备方法。

技术方案：本发明所述一种钛钢复合板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将基材和覆材坯料的待复合面进行表面处理；

(2)将步骤(1)得到的覆材非复合面涂刷隔离剂，烘干；

(3)选取步骤(1)得到的一块基材作为下坯，所述下坯待复合面的四周边用封条点焊固定，围成一个槽，在槽内下坯待复合面上点焊固定若干个叠片，然后将步骤(2)得到的两块覆材的非复合面叠合放置在槽内，再将步骤(1)得到的另一块基材作为上坯，上坯待复合面上点焊固定若干个叠片，将上坯待复合面朝下盖在两块覆材上，确保上下坯的四周边外边缘与所述封条外边缘平齐，形成对称组合坯料；

(4)在真空环境下，将步骤(3)得到的对称组合坯料进行焊接；

(5)将步骤(4)得到的对称组合坯料加热；

(6)将步骤(5)得到的对称组合坯料进行热轧制和冷却；

(7)将步骤(6)得到的对称组合坯料进行矫直与冷却、切割分板，即得钛钢复合板。