一种锆/钢复合板的制备方法_2

文档序号:8421912阅读:来源:国知局
;钛与钢的爆炸焊接工艺成熟,在制备锆/钢复合板时,锆/钛双金属板材与钢板复合类似于钛与钢的复合,爆炸焊接操作简单。
[0026]3、本发明制备的锆/钛双金属板材适合于大批量生产大板幅锆/钢复合板,将锆/钛双金属板材拼焊后,可明显提高锆/钢复合板的面积,且生产成本低、生产效率高,制备的锆/钢复合板面积可达40m2,宽度大于1000mm,长度可达7800mm,且具有很好的加工性能,结合强度高、结合率高,剪切强度高,弯曲试验结合界面不出现分层,而且锆板原有的性能不改变,耐腐蚀性能、抗疲劳性能不降低。
[0027]下面通过实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【具体实施方式】
[0028]实施例1
[0029]本实施例的锆/钢复合板包括基层钢板和覆层锆板,以及位于基层钢板和覆层锆板之间的钛板,制备方法包括以下步骤:
[0030]步骤一、锆/钛双金属板坯的爆炸焊接:以规格为20mmX 1050mmX 760mm的锆板作为基层,规格为6mmX 1050mmX 760mm的钛板作为复层,采用平行安装法对锆板和钛板进行安装组配,然后在钛板表面均匀涂刷一层机油使得爆炸焊接过程中钛板表面不被烧伤,接着在钛板表面均匀布置乳化炸药,对锆板和钛板进行爆炸焊接得到锆/钛双金属板坯;所述锆板的待复合面和钛板的待复合面的表面粗糙度均不大于2 μπι ;所述安装组配的方法为:将锆板水平放置在地基上,在锆板上均匀设置多个高度为8mm的钛棒,然后将钛板置于钛棒上,相邻两个钛棒之间的间距为200mm ;所述乳化炸药的厚度为60mm ;
[0031 ] 步骤二、锆/钛双金属板坯的组焊:在步骤一中制备的锆/钛双金属板坯的锆面均匀覆着耐高温涂层,将覆着有耐高温涂层的锆/钛双金属板坯按照锆面与锆面相对的方式两两组装在一起,然后对组装后的锆/钛双金属板坯的边部进行焊接,得到组焊后的锆/钛双金属板坯;所述耐高温涂层为三氧化二铝涂层;
[0032]步骤三、错/钛双金属板还的轧制:将步骤二中组焊后的错/钛双金属板还在温度为850°C的条件下加热15min,然后将加热后的锆/钛双金属板坯移至热轧机上进行三道次车L制,轧制过程中控制轧制温度为850°C,轧制的道次压下量依次为18mm、1mm和4mm,切除轧制后的锆/钛双金属板坯边部的焊缝使组焊在一起的锆/钛双金属板坯分开,得到规格为8/2mmX 1050mmX 3040mm的错/钛双金属板材(错层厚度8mm,钛层厚度2mm);
[0033]步骤四、锆/钛双金属板材的表面处理:采用十一辊矫直机对步骤三中所述锆/钛双金属板材进行板形校平处理,然后采用氢氧化钠和硝酸钠的熔融混合物在500°C条件下对经板形校平处理后的锆/钛双金属板材蚀洗18min,再将蚀洗后的锆/钛双金属板材置于温度为70°C的硫酸溶液中进行酸洗,去除锆/钛双金属板材表面的氧化皮;所述熔融混合物中氢氧化钠的质量浓度为75%,硝酸钠的质量浓度为25% ;所述硫酸溶液的质量浓度为15% ;
[0034]步骤五、错/钢复合板的爆炸焊接:以规格为90mmX 1050mmX 3040mm的钢板为基层,以步骤四中酸洗后的锆/钛双金属板材为复层,采用平行安装法对钢板和锆/钛双金属板材进行安装组配,然后在锆/钛双金属板材的锆面均匀涂刷一层机油使得爆炸焊接过程中锆面不被烧伤,接着在锆/钛双金属板材表面均匀布置乳化炸药,对钢板和锆/钛双金属板材进行爆炸焊接得到锆/钢复合板;所述安装组配之前对钢板的待复合面和锆/钛双金属板材的待复合面分别进行表面处理至表面粗糙度均不大于2 μπι ;步骤六中所述安装组配的方法为:将钢板水平放置在地基上,在钢板上均匀设置多个高度为1mm的钛棒,然后将锆/钛双金属板材置于钛棒上,相邻两个钛棒之间的间距为200mm ;所述乳化炸药的厚度为 80mm ;
[0035]步骤七、锆/钢复合板的退火和校平:对步骤六中制备的锆/钢复合板进行退火处理,空冷后再进行校平处理,切割得到规格为8/2/90mmX 100mmX 3000mm的锆/钢复合板成品(错层厚度8mm,钛层厚度2mm,钢层厚度90mm);所述退火处理的温度为580°C,退火处理的时间为3h。
[0036]对本实施例制备的锆/钢复合板进行剪切性能检验,锆/钢复合板品质优良,弯曲试验结合界面不出现分层,结合率达99.8%以上,剪切强度不小于195MPa,满足ASTM B898要求,且锆板原有的性能不改变,耐腐蚀性能、抗疲劳性能不降低。
[0037]实施例2
[0038]本实施例的锆/钢复合板包括基层钢板和覆层锆板,以及位于基层钢板和覆层锆板之间的钛板,制备方法包括以下步骤:
[0039]步骤一、锆/钛双金属板坯的爆炸焊接:以规格为25mmX2600mmX 1950mm的锆板作为基层,规格为5mmX 2600mmX 1950mm的钛板作为复层,采用平行安装法对锆板和钛板进行安装组配,然后在钛板表面均匀涂刷一层沥青使得爆炸焊接过程中钛板表面不被烧伤,接着在钛板表面均匀布置乳化炸药,对锆板和钛板进行爆炸焊接得到锆/钛双金属板坯;所述锆板的待复合面和钛板的待复合面的表面粗糙度均不大于2 μπι ;所述安装组配的方法为:将锆板水平放置在地基上,在锆板上均匀设置多个高度为4mm的钛棒,然后将钛板置于钛棒上,相邻两个钛棒之间的间距为500mm ;所述乳化炸药的厚度为20mm ;
[0040]步骤二、锆/钛双金属板坯的组焊:在步骤一中制备的锆/钛双金属板坯的锆面均匀覆着耐高温涂层,将覆着有耐高温涂层的锆/钛双金属板坯按照锆面与锆面相对的方式两两组装在一起,然后对组装后的锆/钛双金属板坯的边部进行焊接,得到组焊后的锆/钛双金属板坯;所述耐高温涂层为三氧化二铝涂层;
[0041]步骤三、锆/钛双金属板坯的轧制:将步骤二中组焊后的锆/钛双金属板坯在温度为700°C的条件下加热20min,然后将加热后的锆/钛双金属板坯移至热轧机上进行四道次车L制,乳制过程中控制乳制温度为700°C,乳制的道次压下量依次为18mm、10mm、5mm和3mm,切除轧制后的锆/钛双金属板坯边部的焊缝使组焊在一起的锆/钛双金属板坯分开,得到规格为10/2mmX 2600mmX 7800mm的错/钛双金属板材(错层厚度10mm,钛层厚度2mm);
[0042]步骤四、锆/钛双金属板材的表面处理:采用十一辊矫直机对步骤三中所述锆/钛双金属板材进行板形校平处理,然后采用氢氧化钠和硝酸钠的熔融混合物在600°C条件下对经板形校平处理后的锆/钛双金属板材蚀洗15min,再将蚀洗后的锆/钛双金属板材置于温度为80°C的硫酸溶液中进行酸洗,去除锆/钛双金属板材表面的氧化皮;所述熔融混合物中氢氧化钠的质量浓度为70%,硝酸钠的质量浓度为30% ;所述硫酸溶液的质量浓度为12% ;
[0043]步骤五、锆/钛双金属板材的拼焊:在步骤四中酸洗后的锆/钛双金属板材的待拼焊端的钛层上机加工U形坡口,并使U形坡口的钝边位于锆层上,然后对两张机加工有U形坡口的锆/钛双金属板材拼焊成规格为10/2mm X 5200mm X 7800mm的锆/钛双金属板材;所述钝边的厚度为8mm,所述拼焊的具体过程为:先采用等离子焊接进行打底焊,然后采用手工氩弧焊填充U型坡口直至焊缝高于钛层1.5mm ;
[0044]步骤六、锆/钢复合板的爆炸焊接:以规格为140mmX 5200mmX 7800mm的钢板为基层,步骤五中拼焊后的锆/钛双金属板材为复层,对钢板的待复合面和锆/钛双金属板材的待复合面分别进行表面处理至表面粗糙度均不大于2 μm,采用平行安装法对表面处理后的钢板和锆/钛双金属板材进行安装组配,然后在锆/钛双金属板材的锆面均匀涂刷一层沥青使得爆炸焊接过程中锆面不被烧
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