[发明专利]一种钛钢复合板真空激光复合制备的方法

说明书

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真空激光复合制备的方法。其包括：依次在基材表面放置铜材和钛材，利用模具进行边缘压紧后形成粗坯，对模具内的粗坯抽真空后进行激光熔覆，随后冷却即完成。本发明通过激光加工技术，克服钛铁链接的难点，节省材料的同时拓宽了钛合金涂层的应用；通过在钛与铁间设计适当的过渡层，降低气孔、裂纹等缺陷，增强了基体和覆层之间的结合力，得到性能优异的钛钢复合板，显著降低了钛的应用成本，成功结合了钛与铁二者的优点。

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真空激光复合制备的方法。

背景技术

钛钢复合板是一种新型的板材材料，其既具有钛金属优良的耐腐蚀性能，又具有基材结构钢的强度和塑性，与钛板相比其经济成本大幅度下降，能够有效降低成本并减少稀缺金属资源的消耗，是耐腐蚀环境设备知道的理想材料。因此，其目前被大量用于各种化学反应容器、热交换器等防腐蚀产品领域中。

现有的钛钢复合板生产方法可分为以下四种：爆炸复合法、扩散复合法、爆炸-轧制法以及轧制复合法。但是，现有的生产方法均存在工艺复杂、能量消耗大、环境污染严重、成材率相对较低等一系列问题。

等离子熔覆和激光熔覆是两种相对较新的金属表面处理技术，等离子熔覆更是一种在激光熔覆、等离子堆焊等表面处理技术的基础上发展起来的一种金属表面处理技术。在熔覆焊接过程中，等离子束或激光束沿焊缝移动，使焊缝处材料升温、熔化，经过动态再结晶，实现材料连接。等离子和激光熔覆具有能量密度高、精度高等优点，熔覆后基材可保持原有的厚度，可以有效避免熔覆过程中产生的各种缺陷，并减少脆性金属间化合物的生成。因此在异种材料的连接中有广泛的应用前景。

但是目前并没有将其用于钛钢复合板的制备领域的成熟方案，这是因为等离子熔覆和激光熔覆用于钛钢复合板制备时存在一定钛铁结合强度差的缺陷，使得基材钢表面的钛层容易脱落。

为解决上述问题，本领域技术人员提出了各式各样的解决方案。如中国专利局于2017年2月22日公开的基于过渡层控制的双侧激光钛钢复合板全焊透焊接方法的发明专利申请，申请公开号为CN106425100A，其通过在钛钢界面制造坡口，并在坡口中填充混合金属粉末，随后进行激光双侧焊接的方式进行激光熔覆，起稿了钛钢复合板的焊接接头的力学性能，即提高了钛钢复合板焊接接头处的结合强度。该结合强度的提升主要取决与混合金属粉末的组成以及配比，即该力学强度主要由熔覆后的混合金属粉末提供，而并非是直接提高钛铁链接效果，该方案对于提高钛铁链接效果并无作用，在焊接接头以外的地方，钛铁结合强度仅为焊接接头处的约80％，钛铁链接效果差。并且整体工艺繁琐。

发明内容

为解决现有的钛钢复合板的传统生产工艺存在工艺流程繁琐复杂、能耗大、成材率低、产品品质差等问题，且现有的新型工艺也存在工艺复杂等问题，本发明提供一种钛钢复合板真空激光复合制备的方法。

本发明的主要目的在于：

1)使得工艺简单易操作，降低成本且易实施推广；

2)克服钛铁链接的难点，在节省物料的同时拓宽钛合金涂层的应用，提高钛铁结合强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种钛钢复合板真空激光复合制备的方法，

所述方法包括：

依次在基材表面放置铜材和钛材，利用模具进行边缘压紧后形成粗坯，对模具内的粗坯抽真空后进行激光熔覆，随后冷却即完成。