专利名称：一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法
技术领域：
本发明涉及生产金属复合板的热轧复合坯制造技术，特别是指一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法。
背景技术：
金属复合钢板、复合卷板的应用主要基于经济性和节约资源的目的，以及在各种设备上的特殊用途。例如，要求具备抗腐蚀能力的压力容器板，以采用不锈钢板制造比较合理，但成本高，如果采用普通碳素钢板与不锈钢板复合制得的复合板制造同样的压力容器板，不锈钢板的厚度仅整体厚度的2～10％，这样不仅满足了容器的抗腐蚀性能和足够高的强度，而且也大大的降低了成本。另外，某些具有优异耐热、耐腐蚀及导电、导热性能的金属材料，如铜、锰、钛或铬等，存在资源稀缺的问题，若采用双层或多层复合板，不但有利于节省资源，也能满足很多工程中的特殊需要。传统的金属复合板的生产主要是采用爆破法制造，存在的缺点是基层金属和复层金属之间的结合面为物理结合，其结合强度低，因而复合板的后加工性能差，不能进行弯、折、焊、压等加工。中国专利“一种金属复合钎料”(专利号ZL94108021.7)公开了一种金属复合用钎料配方，在此基础上，本申请的发明人提出了利用该钎料配方生产金属复合板的方法，使基层金属板和复合金属板的层间剪切强度达到210MPa～350MPa；但存在专用设备多、设备投入大、不能在普通的中型轧机生产复合板等不足，经发明人多年努力，提出了“采用复合坯生产钎焊热轧金属复合板的方法”的发明专利申请，申请号200510033870.X申请日2005年产4月4日，利用该方法可以在普通的中型轧机轧制出各种规格的金属复合板。但上述方法中的复合坯在制造和使用过程中存在下述不足(1)因基层板和复层板之间没有结合力，为保证热轧时不分层而造成对设备的破坏，必须将两层基层板的周边进行焊接处理，并且焊缝的深度应大于25mm，这需要消耗大量的焊接材料和人工，造成生产成本较高、生产周期长；(2)复合坯热轧成金属复合板后，切边损耗量大，其每边的切边量均大于80mm。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本较低、周期短、效率高、损耗小的一种压制成型钎焊热轧复合坯的加工方法。
本发明的目的是这样实现的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法，包括下述步骤(1)根据产品要求确定基层金属板、复层金属板的材料和外形尺寸；(2)清理基层金属板、复层金属板的待复合表面；(3)组坯将两块复层金属重叠放置在两块基层金属板之间，并在基层金属板和复层金属板之间放置钎焊料，在两块复层金属板之间防止高温防粘剂，在压力下于两层基层板的周边边缘焊接密封板将复层金属板密封；(4)钻孔抽真空；(5)将抽真空后的复合坯加热至钎焊料的融点以上，在压机上热压成型后冷却。
上述的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法中所述的基层金属板是碳素钢板、合金钢板中的一种，所述的复层金属板是不锈钢板、铜板、钛板或铝板中的一种。
上述的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法中步骤(3)中所述的钎焊料含有下述重量百分比的化学成份Cr6～8％、B2.75～3.5％、Si4～5％、Fe2～4％、C＜0.1％、Co3.4％、W2.5％、余量为Ni，钎焊料为箔料、镀料或刷料中的一种，厚度为1～10微米。
上述的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法中步骤(3)中的组坯压力不小于150T/M2。
上述的一种压制成型钎焊热轧复合坯的加工方法中步骤(3)中组坯时应在密封板与复层金属板周边留出5～10mm的复层金属板延展间隙。
上述的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法中步骤(3)中所述的高温防粘剂采用可耐1400～1500℃温度的高纯度金属氧化物超细粉，如轻质氧化镁超细粉等。
上述的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法中步骤(4)的抽真空条件为400℃±10℃保温30分钟，持续抽真空保持在1×10-2Pa～1×10-3Pa。
上述的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法中步骤(5)的热压条件是温度900～1200℃，压机的压力应使复合坯有5～15％的压缩变形量。
本发明与现有技术相比，解决了复合坯在制造时需要将基层金属焊接处理的技术问题，大大地减少了焊接工作量和节约焊接材料，降低生产成本；同时，还可减少热轧成型后的切边损耗，进一步降低生产成本，具有巨大的经济效益和社会效益。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的工艺流程示意图；图2是本发明中复合坯的组合示意图。
具体实施例方式
如图1所示，如图1所示，本发明的一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法，其工艺流程为确定基层板和复层板尺寸→表面处理→组坯→抽真空→热压成型，下面对各工序详述如下(1)确定基层板和复层板尺寸首先应根据复合坯的要求选择基层金属板和复合金属板的材料和外形尺寸，而复合坯中基层金属板1的长宽即为复合坯的长宽，复层金属板2的长宽由基层板1对应长宽减去根据需留取的复层金属板2延展间隙6占用的空间尺寸后得出(见附图2所示)。
(2)表面处理对复合坯的基层金属板1的待复合表面一般要用机械研磨的方式除铁锈，并使其表面平整，采用现有技术中的车、铣、铇、磨技术均可以实现，组坯前也要用溶剂或氢氧化钠除油，除污；对复合坯的复层金属板2待复合表面可用抛磨或砂轮，砂纸打磨掉氧化层后再经过化学除油、酸洗、烘干后备用。
(3)组坯组坯一般根据复合坯尺寸在300T～2000T压力机的平台上进行，应保证组坯压力不低于150T/M2，组坯时将表面处理合格的基层金属板1、复层金属板2、钎焊料5、防粘剂3按图2中顺序排列压紧，然后焊接密封板4，钎焊料5可以是箔料或镀料或刷料，相应的采用贴、喷、刷的方式上料，厚度为1～10微米；防粘剂3的作用是便于压制、热轧后的复合板能够有效分离成两块或两卷，防粘剂3一般采用可耐1400℃～1500℃高温的高纯度金属氧化物超细粉，如轻质氧化镁超细粉；组坯时还应在密封板4与复层金属板2周边留出5～10mm的复层金属板延展间隙6。
(4)抽真空在焊接好的复合坯一端钻一个Φ12mm的小孔，用于抽走复合体内的气体，然后将复合坯或多块复合坯的组合接至真空泵送入加热炉中加热至400℃±10℃保温30分钟，持续抽空保持在1×10Pa-2～1×10-3Pa左右。
(5)热压成型将已抽真空的复合坯，在加热炉内加热至900～1200℃，然后在压机的工作台上压制成型后冷却，压机的压力应使复合坯有5～15％的压缩变形量，压力约在500T/M2以上，以保证基层金属板和复合金属板间形成足够的结合强度，加热炉可采用现有技术中广泛使用的步进式或推进式加热炉等；热压成型后可以采用喷水冷却，以减少冷却时间。
实施例1制造宽长2000mm×350mm×厚150mm碳钢、不锈钢复合坯，其中不锈钢的厚度12mm，普碳钢为63mm。在这里基层金属板的长宽即为复合坯的长宽，首先选两块尺寸为2000mm×350mm×63mm的基层Q235碳钢板，根据基层金属板的尺寸，减去长度方向的延展间隙10mm×2、宽度方向的延展间隙5mm×2，两块复层304不锈钢板尺寸为1980mm×340mm×12mm。
参阅图2中所示，分别将上述的基层金属板1、复层金属板2的待复合面进行除锈、清污处理，然后在500T压机平台上进行组坯，并在基层碳钢板1与复层不锈钢板2之间放置5微米的钎焊料层5，在两层复层不锈钢板2之间放置轻质氧化镁超细粉作为耐高温防粘层3，然后焊接5mm厚的密封板4将复层金属板2密封；在焊接好的复合坯一端钻一个Φ12mm的小孔，将复合坯组合接至真空泵送入加热炉中加热至400℃±10℃保温30分钟，持续抽空保持在1×10-3Pa左右，然后封闭抽真空口，将复合坯在加热炉加热至1200℃后，在500吨级压机下热压成型，然后喷水冷却即得。
实施例2制造宽长1050mm×800mm×厚150mm的碳钢、不锈钢复合坯，其中不锈钢的厚度10mm，普碳钢为65mm。在这里基层金属板的长宽即为复合坯的长宽，首先选两块尺寸为1050mm×800mm×65mm的基层Q235碳钢板，根据基层金属板的尺寸，减去长度方向的延展间隙5mm×2、宽度方向的延展间隙5mm×2，两块复层304不锈钢板尺寸为1040mm×790mm×10mm。
参阅图2中所示，分别将上述的基层金属板1、复层金属板2的待复合面进行除锈、清污处理，然后在500T压机平台上进行组坯，并在基层碳钢板1与复层不锈钢板2之间放置5微米的钎焊料层5，在两层复层不锈钢板2之间放置轻质氧化镁超细粉作为耐高温防粘层3，然后焊接5mm厚的密封板4将复层金属板2密封；在焊接好的复合坯一端钻一个Φ12mm的小孔，将复合坯组合接至真空泵送入加热炉中加热至400℃±10℃保温30分钟，持续抽空保持在1×10-2Pa左右，然后封闭抽真空口，将复合坯在加热炉加热至1150℃后，在2000吨级压机下热压成型，然后喷水冷却即得。本发明的方法生产的复合坯在具体使用时，可以使用普通的不同轧制力的二辊、三辊、四辊中板或中型轧机生产线、热连轧带钢或卷板轧机生产线，在1150℃热轧成所需要的金属复合板。轧制时应根据轧机轧制力小于，在轧制力较小时直接热轧，然后通过切边、分离成两块或两卷金属复合板；在轧机轧制力较大时应先将复合坯切边分离后分别热轧成金属复合板。
权利要求
1.一种压制钎焊热轧复合坯的加工方法，其特征是包括下述步骤(1)根据产品要求确定基层金属板、复层金属板的材料和外形尺寸；(2)清理基层金属板、复层金属板的待复合表面；(3)组坯将两块复层金属重叠放置在两块基层金属板之间，并在基层金属板和复层金属板之间放置钎焊料，在两块复层金属板之间防止高温防粘剂，在压力下于两层基层板的周边边缘焊接密封板将复层金属板密封；(4)钻孔抽真空；(5)将抽真空后的复合坯加热至钎焊料的融点以上，在压机上热压成型后冷却。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是所述的基层金属板是碳素钢板、合金钢板中的一种，所述的复层金属板是不锈钢板、铜板、钛板或铝板中的一种。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是所述步骤(3)中所述的钎焊料含有下述重量百分比的化学成份Cr6～8％、B2.75～3.5％、Si4～5％、Fe2～4％、C＜0.1％、Co3.4％、W2.5％、余量为Ni，钎焊料为箔料、镀料或刷料中的一种，厚度为1～10微米。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中的组坯压力不小于150T/M2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中组坯时应在密封板与复层金属板周边留出5～10mm的复层金属板延展间隙。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(3)中所述的高温防粘剂采用可耐1400～1500℃温度的高纯度金属氧化物超细粉。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是所述的高温防粘剂采用轻质氧化镁超细粉。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤(4)的抽真空条件为400℃±10℃保温30分钟，持续抽真空保持在1×10-2Pa～1×10-3Pa。
9.根据权利要求1或3所述的加工方法，其特征是步骤(5)的热压条件是温度900～1200℃，压机的压力应使复合坯有5～15％的压缩变形量。
全文摘要
本发明公开了一种压制成型钎焊热轧复合坯的加工方法，属热轧复合坯制造技术，包括下述步骤(1)根据产品要求确定基层金属板、复层金属板的材料和外形尺寸；(2)清理基层金属板、复层金属板的待复合表面；(3)组坯将两块复层金属重叠放置在两块基层金属板之间，并在基层金属板和复层金属板之间放置钎焊料，在两块复层金属板之间防止高温防粘剂，在压力下于两层基层板的周边边缘焊接密封板将复层金属板密封；(4)钻孔抽真空(5)将抽真空后的复合坯加热至钎焊料的融点以上，在压机上热压成型后冷却。本发明的方法具有生产成本较低、周期短、效率高、损耗小的优点，可广泛应用于各种金属复合坯的生产。
文档编号B23K1/00GK1686653SQ20051003398
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月6日 优先权日2005年4月6日
发明者严孟杰 申请人:吉欣(英德)热轧不锈复合钢有限公司, 严孟杰, 严飚