[发明专利]一种轧制钛-钢复合板的制备方法

说明书

本发明涉及一种轧制钛‑钢复合板的制备方法，所述轧制钛‑钢复合板的复合坯由自上至下依次居中叠放的基材一、钛板一、钛板二及基材二组成，基材一和基材二之间的周边缝隙用与基材相同材料的夹条填充；复合坯采用真空电子束密封焊接；基材一、钛板一、钛板二及基材二在组坯前分别采用激光扫描的方式进行清洗；封焊后的复合坯采用分段加热法加热，即：复合坯在加热段加热至920℃以上后进入保温段，保温段之后为提热段，提热段结束时将复合坯温度提高至1250℃以上，然后对复合坯进行轧制。本发明能够有效的去除坯料表面的氧化层、油污并提高轧制温度，保证轧制过程稳定和复合质量及稳定性。

技术领域

本发明涉及复合板制备技术领域，尤其涉及一种轧制钛-钢复合板的制备方法。

背景技术

钛钢复合板既具有钛复层优良的耐腐蚀性能，又具有基层结构钢的强度和塑性，与钛板相比其经济成本大幅度下降，是耐腐蚀环境设备制造的理想材料，在石油化工、制盐、电力、海水淡化、海洋工程等领域得到推广应用。

目前，生产钛钢复合板的方法主要有4种：爆炸复合法、扩散复合法、爆炸复合-轧制法以及轧制复合法。前两种工艺生产的复合板尺寸较小，有时难以满足用户要求，由于大能力轧机的投产运营，爆炸复合-轧制法以及轧制复合法得到快速发展，因此爆炸复合法和扩散复合法目前只在某些特殊领域被采用，在国外甚至出现了被淘汰的趋势。后两种方法能够生产大尺寸的钛钢复合板，但是爆炸焊接-轧制法的工序复杂，影响复合板结合强度的因素多，而且能量消耗大、污染环境、成材率相对低，有被直接轧制法取代的趋势。近年来，众多学者针对轧制法制备钛钢复合板技术进行了研究。

公布号为CN105080997A的中国专利公开了“一种无中间层钛钢复合板的制备方法”、公布号为CN104624644A的中国专利公开了一种“钛钢复合板的生产方法”，公布号为CN105107841A的中国专利公开了一种“钛钢复合板的制备方法”，均采用钛钢直接复合轧制技术进行钛钢复合板的制备，其制备工艺简单，不添加中间层，通过较高的终轧温度，使界面化合物破碎后产生微孔洞的可能性减小，从而使界面上的孔洞对结合性能的负面影响降低到最小。

公布号为CN104907332A的中国专利公开了一种“以镍为中间层的钛钢复合板的生产方法”、公布号为CN104907333A的中国专利公开了一种“以镍为中间层的钛钢复合板的高温制备方法”，公布号为CN104826866A的中国专利公开了一种“以镍为中间层的钛钢复合板的高温轧制方法”，均通过在钛钢复合界面之间插入适当的金属镍做中间层，进而阻止钛、铁等元素的相互扩散，改善界面的结合效果，提高产品质量。

文献“钛-钢复合板生产中的过渡层材料”、中国专利“以铜为中间层钛钢复合板的制备方法”(专利公布号CN104998903A)、“以铜为中间层钛钢复合板的高温制备方法”(专利公布号CN104874636A)和“以铜为中间层高结合强度钛钢复合板的制备方法”(专利公布号CN104874635A)，均采用以铜为中间层防止钛钢复合板在制备过程中界面上钛铁化合物的生成，同时利用轧制过程将结合面液相挤出，获得洁净的新生面，从而实现钛钢界面的良好结合。

但是，上述技术方案中，钛-钢复合板的表面处理工艺复杂，坯料表面质量较差且生产效率较低，若出现问题极易出现钛、钢之间未结合等缺陷。同时，由于钛的β相转变后其C扩散速率极度增大，通常钛-钢复合板的轧制温度均为900℃左右，极大的限制了轧制工艺窗口，甚至由于压下量的限制无法生产高质量的特厚钛-钢复合板。

发明内容

本发明提供了一种轧制钛-钢复合板的制备方法，采用激光表面处理工艺和“分段加热法”对钛-钢复合坯进行表面处理及加热控制，能够有效的去除坯料表面的氧化层、油污并提高轧制温度，保证轧制过程稳定和复合质量及稳定性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：