[发明专利]一种微氧化气氛制备衬板用碳钢-不锈钢复合板材的方法

说明书

本发明公开了一种微氧化气氛制备衬板用碳钢‑不锈钢复合板材的方法，属于金属材料复合板领域。本发明的方法包括：S1、碳钢基板和不锈钢覆板的组坯；S2、轧制：将焊接完毕的复合板坯，放入气氛保护炉中加热保温；出炉后，对板坯进行热轧至成品厚度，中间道次辅以感应加热进行补温轧制；S3、回火处理：将上述轧制后的板坯进行等离子切割，放入回火炉中进行回火处理。本发明中基板和覆板采用嵌入式结合，接触面比传统碳钢不锈钢复合板制备方法的简单叠加更稳定，经过轧制后，获得的产品界面组织更均匀；相比较传统的轧制复合法，减少了在组合板坯接触面抽取真空或通入其他保护气体的工步，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及金属材料复合板技术领域，更具体地说，涉及一种微氧化气氛制备衬板用碳钢-不锈钢复合板材的方法。

背景技术

衬板一般用来保护工件不受外部杂物的直接冲击和摩擦，因此制作衬板的材料需要良好的抗冲击性和耐磨性。常见衬板的材料一般选用高锰钢和高铬钢，因为这两种材料质地坚硬、耐磨。随着科技的进步，衬板的应用越来越广泛，不仅衬板的自身形状需要与工件形状相近，而且衬板的工作环境不确定，因此衬板需要良好的加工性能和耐腐蚀性能。高锰钢和高铬钢已经不能够满足新时代产品的性能要求。

碳钢不锈钢复合材料不仅具有碳钢良好的机械性能和加工性能，还具有不锈钢的耐腐蚀性和较高的硬度，且造价成本低，是一种新型的工业加工材料。其良好的机械性能、加工性能和耐腐蚀性能均满足衬板的性能要求。

目前国内常用生产碳钢不锈钢复合材料的方法有爆炸复合法、钎焊复合法和轧制复合法。如申请号2009103040758的申请案中使用的爆炸复合法是利用炸药爆炸时产生的超高温、超高压和超高速冲击实现两个熔点差别很大的两种金属复合方法，因为过程时间短且剧烈，不会生成金属间化合物，但是这个方法成材率低、能耗大、污染环境、危险程度高。申请号201110029651X的申请案中使用轧制复合法是将碳钢板和不锈钢板加热到再结晶温度以上进行轧制，同时需要将碳钢板和不锈钢板之间抽成真空或通入保护气体，防止基板和覆板间发生氧化，该方法简便、污染小，但生产成本高。

在制备衬板用碳钢不锈钢复合板的过程中，由于爆炸复合法生产碳钢不锈钢复合板危险、污染严重，且成材率低；轧制复合法中需要将基板和覆板间隙抽成真空状态或者通入其他保护气体，再放入气氛保护炉中加热，防止基板和覆板之间发生氧化反应。前者生产碳钢不锈钢复合板生产成材的效率低；后者生产碳钢不锈钢生产成本高，两者都不利于企业的生产发展。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于针对目前衬板用复合板加工效率较低，加工成本较高的现状，拟提供一种微氧化气氛制备衬板用碳钢-不锈钢复合板材的方法，通过该制备方法制成的碳钢不锈钢复合材料可以取代高锰钢和高铬钢，能满足衬板需要的机械性能、加工性能和耐腐蚀性能；本发明的基板和衬板经过嵌入式组坯后轧制，获得的产品界面组织更均匀；衬板对于界面的剪切强度要求不高，可以省略在基板和覆板之间抽取真空或通入保护气体的工步；在气氛保护炉加热过程中，存在于基板和覆板之间的微量氧气与两板表面之间发生即使微氧化反应，在轧制后，成品的材料的性能要求仍可以满足衬板的使用可以存在一些氧气，在原有轧制复合法的基础上减少抽取真空的工步，从而节省成本。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种微氧化气氛制备衬板用碳钢-不锈钢复合板材的方法，包括：

S1、碳钢基板和不锈钢覆板的组坯：将碳钢基板沿轧制方向的前端加工成斜坡，沿轧制方向的后端表面上开设有槽，并根据槽对应加工不锈钢覆板，将不锈钢覆板嵌入槽内；沿两者接触面外部进行焊接；

S2、轧制：将焊接完毕的复合板坯，放入气氛保护炉中加热至1000～1250℃，保温30～90min；出炉后，对板坯进行热轧至成品厚度，中间道次辅以感应加热进行补温轧制；