[发明专利]一种钛钢复合板材及其制备方法

说明书

本发明涉及复合板制备技术领域，尤其是一种钛钢复合板材，包括高强度碳素结构钢基层，所述高强度碳素结构钢基层上表面复合有钛材板带复合层，所述高强度碳素结构钢基层下表面复合有不锈钢板带复合层。本发明还提供了一种钛钢复合板材的制备方法。本发明在主要防腐蚀表面采用防腐能力极高的钛材，其整体各项机械性能也几乎与钛材一致。次要防腐表面采用不锈钢，也能够获得比碳钢更高的防腐蚀性能。既节约了贵重金属资源，也大幅度降低了使用成本。

技术领域

本发明涉及复合板制备技术领域，尤其涉及一种钛钢复合板材及其制备方法。

背景技术

复合钢板的制造方法有:填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法，而实际的生产方法则包括：1、爆炸复合法，轧制压接法，又包括厚板轧制法与连续热轧法。爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。钛钢复合板生产中，其常见的质量问题是:复合板缺陷和焊接缺陷。其中前者主要是结合率不够、钛层及钢层局部表面裂纹等：后者主要有气孔、裂纹、未焊透、夹渣。为此，我们提出了一种钛钢复合板材及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钛钢复合板材及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种钛钢复合板材，包括高强度碳素结构钢基层，所述高强度碳素结构钢基层上表面复合有钛材板带复合层，所述高强度碳素结构钢基层下表面复合有不锈钢板带复合层。

优选的，所述高强度碳素结构钢基层具体为优质碳素结构钢基板带或低合金高强度结构钢，其厚度为0.4-5.0mm。

优选的，所述钛材板带复合层的厚度为0.10-0.50mm，且具体材质为钛材板带。

优选的，所述不锈钢板带复合层的厚度为0.10-0.50mm，且具体材质为不锈钢板带。

本发明还提供了一种钛钢复合板材的制备方法，具体步骤如下：

S1、选取高强度碳素结构钢以及不锈钢板带，并将其置于不同的加热炉内进行加热处理，且加热炉内的温度以25摄氏度/s的速率升高至450-600摄氏度，并在该条件下加热3-6min，并在加热过程中，每隔1min向其表面均匀喷洒碳元素，完成后，备用；

S2、再次选取钛材板带，并将其置于加热炉内进行加热处理，且加热炉内的温度以15摄氏度/s的速率升高至300-450摄氏度，并在该条件下将钛材板带加热至软化，然后备用；

S3、再次选取异步冷轧复合轧机，并将S1中加热后的高强度碳素结构钢以及不锈钢板带置于其中，且高强度碳素结构钢位于不锈钢板带的正上方，然后再次将S2中处理的钛材板带置于高强度碳素结构钢的正上方，放置完成后，对其进行轧制，且轧制速度为1～20m/min，还需保证异步冷轧复合轧机的上下工作辊线速度异步比为1:1.05-1.8，在轧制过程中，需反复进行至少3次，从而能够得到三层复合板带材；

S4、将S3中得到三层复合板带材置于真空炉内，然后将其内部抽取为真空状态，并向其中充氮气保护三层复合板带材，然后在600-750摄氏度的条件下对其再次进行热处理，且热处理时间为30-45min，完成后热处理后，再次将其置于异步冷轧复合轧机内，并在上述条件下再次进行轧制；

S5、完成后，将其取出，置于自然条件下进行冷却，根据实际需要，对成品进行切边整形以及不同用途的表面处理及保护，即得到钛钢复合板材。

优选的，所述钛材板带内还含有铬元素、锰元素、铜元素、铁元素以及硅元素，且钛元素、铬元素、锰元素、铜元素、铁元素以及硅元素的摩尔质量比为10：1：0.5：0.05：0.05：0.05。