[发明专利]一种不锈钢/碳钢复合薄板带材的制备方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢/碳钢复合薄板带材的制备方法，属于金属层状复合材料制备技术领域。首先对不锈钢板带坯和碳钢板带坯进行软化退火，并机械打磨其待复合表面，进行不锈钢/碳钢层叠组坯，在150～600℃下加热后进行预轧制复合，得到不锈钢/碳钢预复合板带坯，接着在950～1300℃下加热后进行终轧制复合，得到不锈钢/碳钢复合薄板带材。本发明的优点在于，通过将在空气氛围下加热进行的预轧制复合与终轧制复合相结合的工艺就能实现不锈钢与碳钢之间的高强度冶金结合，特别适合于低成本高效地制备大尺寸大卷重的不锈钢/碳钢复合薄板带材。

技术领域

本发明属于金属层状复合材料制备技术领域，具体涉及一种不锈钢/碳钢复合薄板带材制备方法，特别适合于低成本高效地制备大尺寸大卷重的不锈钢/碳钢复合薄板带材。

背景技术

不锈钢/碳钢(包括不锈钢/碳钢/不锈钢)复合薄板带材兼具不锈钢的耐腐蚀性、耐磨性、抗磁性和装饰性等优点以及碳钢的低成本、力学性能优良、易焊接和导热性好等优点，是一种综合性能优异的结构-功能一体化材料，在建筑、船舶、交通、化工、日常生活和国防军工等领域应用广泛。

目前，工业上主要采用爆炸复合法或热轧复合法制备不锈钢/碳钢复合板带坯，再经后续热轧或冷轧制备不锈钢/碳钢复合薄板带材。

爆炸复合法是利用炸药爆炸产生的冲击力，使不锈钢板坯与碳钢板坯发生高速碰撞，在不锈钢与碳钢的待复合界面实现冶金结合。但是，爆炸复合法不仅存在能量消耗大、环境污染严重、工序繁杂、生产效率低和产品成本高等问题，而且无法连续化生产大尺寸大卷重不锈钢/碳钢复合板带坯。热轧复合法在热轧复合前，需要进行繁琐的制坯工序。热轧复合法具体工艺流程可简述为不锈钢板带坯和碳钢板带坯待复合表面机械打磨→按照不锈钢/碳钢(或碳钢/不锈钢/隔离剂/不锈钢/碳钢)顺序组坯→组坯四周焊接、抽真空密封→加热→热轧复合→获得不锈钢/碳钢复合板带坯。繁琐的制坯工序导致热轧复合法存在工艺流程长、工艺不连续等问题，焊接及抽真空的效果也严重影响不锈钢/碳钢复合板带坯的成材率。

通过分析，申请人发现现有技术主要包括以下方案：

1、对不锈钢板带坯和碳钢板带坯开卷、矫直→氩弧焊接带→不锈钢和碳钢的待复合表面在线打磨毛化→保护氦气气氛条件下于700～750℃加热→保护氦气气氛条件下温轧复合→在线加热扩散及固溶处理→拉伸矫直→获得不锈钢/碳钢/不锈钢复合板带。该方法采用在氦气保护气氛下加热并温轧，实现不锈钢/碳钢复合，再通过后续加热扩散及固溶处理，提高界面结合强度。该方法由于采用了氦气保护气氛加热及温轧，制备条件严苛，同时温轧的不锈钢/碳钢结合强度不高，后续加热扩散及固溶处理也难以显著提高不锈钢/碳钢的界面结合强度。该方法存在工艺流程长、生产成本高和不锈钢/碳钢界面结合强度不高等问题。

2、对不锈钢板带坯和碳钢板带坯表面清洗→不锈钢和碳钢待复合表面机械打磨→按照不锈钢/碳钢/不锈钢顺序组成不锈钢/碳钢/不锈钢复合坯→在室温下通过高压冷轧机一次成形→加热扩散退火处理→精轧→软化退火→平整矫直→获得不锈钢/碳钢复合板。该方法在室温下采用高压冷轧机大压下冷轧复合，再通过后续加热扩散退火处理实现不锈钢/碳钢冶金结合。不锈钢/碳钢在室温条件下的冷轧复合难度大，对轧机能力要求非常高，且界面主要为机械结合，界面结合强度低，在后续搬运过程中极易发生脆性分层，加热扩散退火后界面结合强度仍然不够高，成材率也较低。

因此，针对目前不锈钢/碳钢复合薄板带材制备方法存在的上述问题，有必要开发一种低成本、高效率制备大尺寸大卷重的不锈钢/碳钢复合薄板带材的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种不锈钢/碳钢复合薄板带材的制备方法，其特征在于，通过将在空气氛围下加热进行的预轧制复合与终轧制复合相结合的工艺，在无需真空、还原性气氛或保护性气氛下实现不锈钢与碳钢之间的高强度冶金结合，低成本高效制备出不锈钢/碳钢复合薄板带材，特别适合于制备大尺寸大卷重的不锈钢/碳钢复合薄板带材。

根据本发明的一种不锈钢/碳钢复合薄板带材的制备方法，包括如下步骤：