一种用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属坯料的制造方法，尤其涉及一种用于生产金属复合板的坯料 的制造方法。
【背景技术】
[0002] 钢、镍/镍基合金复合板是一种以钢为基板，单面或多面以镍/镍基合金为复层的 双金属新型复合材料，其既有镍的优良特性，又有普通钢板作为结构物的强度，同时还兼 具有良好的延展性等优良性能。近年来，钢、镍/镍基合金复合板越多越多的用于诸多工业 领域，因此其市场需求量逐年增长，因此希望提供一种能够高效生产钢、镍/镍基合金复合 板的方法。
[0003] 现有的钢镍/镍基合金复合板的生产方法主要是爆炸复合法和轧制复合法。其 中，爆炸复合法是：首先将欲压接的两张金属板之间保持一定间隔放置，在其上面再放上 适量炸药，由炸药的一端起爆，爆炸速度每秒数千米，凭借该爆发能使镍板与钢板碰撞，在 碰撞点钢板与镍板因非常大的变形速度和超高压下显示出的流体行为，两金属表面的氧化 膜、气体吸附层会作为金属喷流而被排除掉，干净的面与面之间的接合就在瞬间完成，这是 一种冷接合方式。而轧制压接法是将两种金属板组装、加热轧制成。然而，无论是爆炸复合 法还是轧制压接法，其均面临工艺复杂，制造周期长，操作人员劳动强度大的问题。
[0004] 因此，希望提供一种不同于现有制造工艺的钢镍/镍基合金复合板的制造方法， 以克服现有生产工艺的不足。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法， 该方法生产效率高，适应加热设备、乳机设备的能力强，弥补了现有生产技术之不足。金属 材料轧制、锻造企业可批量使用该方法制得钢镍/镍基合金复合板的坯料，并可以基于已 公开的金属扩散焊机理，根据自有加热、乳制、热处理设备灵活确定轧制工艺，进一步坯制 造出企业设备能力极限范围内的钢-镍/镍基合金复合板、钢-镍/镍基合金-钢复合板 以及钢-镍/镍基合金锻件、钢-镍/镍基合金-钢锻件。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明提出了一种用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯 料的制造方法，其包括步骤：
[0007] (1)坯料表面处理：将待复合的钢坯料和镍/镍基合金坯料进行表面预处理；
[0008] (2)组坯：在镍/镍基合金坯料的周围放置钢坯料，其中与镍/镍基合金坯料上表 面接触的为钢坯料上基料，与镍/镍基合金坯料下表面接触的为钢坯料下基料，沿镍/镍基 合金坯料周向方向设置的为钢坯料封条，所述钢坯料上基料、钢坯料下基料与钢坯料封条 形成一相对密闭的空间，所述镍/镍基合金坯料设置在该相对密闭的空间内，所述镍/镍基 合金坯料长度方向上的两端部与钢坯料封条之间具有间隙，以给予镍/镍基合金坯料足够 的横向延展空间；
[0009] (3)点焊定型：可采用手工焊接、气体保护焊、氩弧焊对完成组坯的坯料进行点焊 定型，确保坯料相对位置在吊运进入下一道工序前不会发生移动；
[0010] (4)焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。
[0011] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的步 骤（1)中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度< lmm/m2,确保密封焊接质 量满足要求。
[0012] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的步 骤（1)中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的粗糙度Ra < 6. 3 μ m，确保钢镍/ 镍基合金复合坯后续的加热轧制焊合质量。
[0013] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的步 骤（2)中，钢坯料封条的宽度为15-80mm，该宽度范围能保证焊接强度达到后续加热轧制所 需的焊合强度要求。需要说明的是，由于在组坯时钢坯料封条的外边沿与钢坯料上基料和 钢坯料下基料的外边沿是平齐的，因此本文中钢坯料封条的宽度是指自钢坯料封条的外边 沿(或钢坯料上基料/钢坯料下基料的外边沿）朝着镍/镍基合金坯料的方向延伸的尺寸。
[0014] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的步 骤（4)中，采用真空电子束焊接。真空电子束焊接可以使钢镍/镍基合金焊接实现深熔密 封焊接(焊缝深宽比可大于20 :1)，不仅能最大程度地降低坯料的热影响区，并且能保证焊 接强度，避免复合表面在后续加工过程中因焊缝漏气而被氧化。
[0015] 更进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的 步骤（4)中，焊接真空度<0.1 Pa。该真空度数值可有效防止钢镍/镍基合金表面氧化层的 形成，同时降低了真空抽气时间，提高了加工效率，降低了加工成本。
[0016] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的步 骤（4)中，焊接深度为10-80mm。该焊接深度能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合 强度要求。
[0017] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法的步 骤（4)中，焊缝宽度> 2mm。该焊接宽度能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度 要求。
[0018] 进一步地，本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法还包 括步骤（5)焊接应力消除和焊缝检查。可使用电磁振动消除焊接应力。目测有缺陷的焊接 部位可用手工电弧焊补焊完善。
[0019] 在本技术方案中，涉及到的钢坯料封条可以采用热轧槽钢、U型冷弯型钢加工制 得。
[0020] 本发明所述的用于生产钢镍/镍基合金复合板的坯料的制造方法生产效率高， 成本低，复合效果好，适用范围广，加工方便。采用该方法可以制备厚度50-300mm，宽度 400-2000mm，长度2000-3500mm的钢-镍/镍基合金、钢-镍/镍基合金-钢复合板的坯 料。金属材料轧制、锻造加工企业也可以