专利名称：复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法
技术领域：
本发明涉及一种复合钢的制造方法，尤其涉及一种复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法。
背景技术：
复合钢是一种复合材料，属金属与金属复合范围，主要用于制造各类刀具的原材料。目前，国内外生产复合钢的方法主要采用爆炸复合和热轧复合两种工艺，其特点分别为1、爆炸复合复合强度较好，但成本昂贵，需在特殊山区进行，成材率低，还需进行多道热加工，冷加工。主要应用于国家重大项目工程，如航天、军工等。在一般民用产品和工业产品中，价格上没有优势，而且爆炸复合的材料长度有限，使用有局限性。2、热轧复合工艺相对简单。但二、三种材料热轧的压缩比很小，其产品只适用于切割成型的机械刀片，不适合在冲压上制造另部件，复合层容易开裂。另外，热轧复合对有些特殊钢(如高速钢)和普通钢的复合有一定难度，粘合不是很理想，合格率偏低。
发明内容
本发明的目的，在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法。本发明的目的是这样实现的一种复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，其特征在于，包括以下步骤A、钢芯的准备根据复合钢最终成品的要求，设计钢芯的宽度和厚度，截取钢材作为钢芯；钢芯经磨削加工，彻底清除表面缺陷、锈蚀，使钢芯表面光洁并露出金属本色，然后在钢芯上焊接定位装置；B、浇铸准备将步骤A所得钢芯定位在钢模内；在将钢芯放置进入钢模前，用磨削或清洁设备对钢芯表面再进行一次处理，彻底清除表面的残余锈蚀及缺陷，保持光洁并露出金属本色；C、浇铸钢芯定位在钢模内后，用本体钢的钢水进行浇铸，浇铸温度控制在1600-1640°C， 随模冷却4小时以上，脱模得到复合钢锭；C、复合钢锭的精整复合钢锭脱模后，除去残余毛边，并对表面有缺陷的部位用砂轮进行精整；D、一火轧制成材将复合钢锭直接热轧成带钢或扁钢，然后进行必要的后续处理，得到复合钢材产品。
所述的钢芯选自高碳钢、高碳马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、弹簧钢、轴承钢或高速钢。所述的本体钢选自普通钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢。所述的复合钢的复合形式包括中心复合、三层复合或多层复合。本发明复合钢浇铸及复合钢锭一火成材制造方法相对于现有技术的爆炸复合和热轧复合两种方法，具有以下的优点和特点1、由于减少了一道从钢锭到开坯的热加工工序，有效降低了生产成本，比现有工艺每吨节约600-700元成本，经济效益十分显著；2、提高综合成材率3-5 % ；3、表面和内在质量不受影响，粘合率达96%以上，产品使用合格率仍维持在94% 以上；二种不同材质的钢在结合界面实现分子相互渗透，形成冶金结合。4、做成刀具不锈冷轧复合带钢，比市场采用热轧工艺生产的产品低6000-8000元 /吨，比市场采用爆炸工艺生产的产品低13000-18000元/吨，具有较强市场竞争能力，市场前景广阔。5、热轧复合带钢可达每卷1. 3吨，经热轧带钢最簿达2. 4毫米，酸洗、冷轧后最簿可达0.5 1.0毫米的成卷复合冷带。带钢宽度在90 520毫米。热轧厚扁钢还可进一步在叠轧簿板机上热轧成一米宽的复合板材。6、复合钢锭浇铸及一火成材制造的复合钢产品，符合国家科技部多年来关于复合材料中金属和金属复合的低成本、高性能的产业导向。
具体实施例方式本发明的一种复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，具体包括以下步骤A、钢芯的准备以高碳钢、高碳马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、弹簧钢、轴承钢或高速钢等作为钢芯材料，根据复合钢最终成品的要求，设计钢芯的宽度和厚度，截取钢材作为钢芯；钢芯经磨削等加工，彻底清除表面缺陷、锈蚀，使钢芯表面光洁并露出金属本色，然后在钢芯上焊接定位装置；以保证钢芯在钢模中的正确位置，并在钢水浇铸时不发生偏移。B、浇铸准备将步骤A所得钢芯定位在钢模内。在将钢芯放置进入钢模前，应利用磨削或清洁设备对钢芯表面再进行一次处理，彻底清除表面的残余锈蚀及缺陷，保持光洁并露出金属本色。钢模可以是扁锭模或方模。C、浇铸以普通钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢作为本体钢，钢芯定位在钢模内后，立即用本体钢的钢水采用下铸法浇注，浇铸温度控制在1600-1640°C，冷却得到复合钢锭；考虑到钢芯在浇铸初期会吸热较多，这里采用的钢水温度比常规浇铸的温度偏高20-30度，常规浇铸的温度为1600°C。浇铸时，速度不宜太快，尤其在冒口补缩时要慢，防止缩孔。随模冷却5小时以上，脱模得到复合钢锭。C、复合钢锭的精整复合钢锭脱模后，除去残余毛边，并对表面有缺陷的部位用砂轮进行精整防止将缺陷留到成品热轧工艺，影响表面质量。D、复合钢锭一火轧制成材将复合钢锭直接热轧成带钢或扁钢，然后进行必要的后续处理，得到复合钢材产品。钢锭厚度与成材厚度的压缩比，对于带钢要求40以上，对于扁钢要求20以上。在高温高压下，二种不同材质的钢在结合界面实现分子相互渗透，形成冶金结合。热轧带钢最重可达每卷1. 3吨，经热轧后带钢最簿达2. 4毫米，经酸洗、冷轧后最簿可达1. 0毫米的成卷复合冷带。带钢宽度在90 530毫米。热轧厚扁钢还可进一步在簿板轧机上热轧成一米宽的复合板材。本发明中的复合钢的复合形式包括中心复合、三层复合或多层复合。
权利要求
1.一种复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，其特征在于，包括以下步骤A、钢芯的准备根据复合钢最终成品的要求，设计钢芯的宽度和厚度，截取钢材作为钢芯；钢芯经磨削加工，彻底清除表面缺陷、锈蚀，使钢芯表面光洁并露出金属本色，然后在钢芯上焊接定位装置；B、浇铸准备将步骤A所得钢芯定位在钢模内；在将钢芯放置进入钢模前，用磨削或清洁设备对钢芯表面再进行一次处理，彻底清除表面的残余锈蚀及缺陷，保持光洁并露出金属本色；C、浇铸钢芯定位在钢模内后，用本体钢的钢水进行浇铸，浇铸温度控制在1600-1640°C，随模冷却4小时以上，脱模得到复合钢锭；C、复合钢锭的精整复合钢锭脱模后，除去残余毛边，并对表面有缺陷的部位用砂轮进行精整；D、一火轧制成材将复合钢锭直接热轧成带钢或扁钢，然后进行必要的后续处理，得到复合钢材产品。
2.如权利要求1所述的复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，其特征在于所述的钢芯选自高碳钢、高碳马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、弹簧钢、轴承钢或高速钢。
3.如权利要求1所述的复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，其特征在于所述的本体钢选自普通钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢。
4.如权利要求1所述的复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，其特征在于所述的复合钢的复合形式包括中心复合、三层复合或多层复合。
全文摘要
一种复合钢锭浇铸及一火轧制复合钢材的方法，是以高碳钢、高碳马氏体不锈钢、弹簧钢、轴承钢或高速钢等合金钢作为钢芯，以普通钢、马氏体不锈钢或奥氏体不锈钢作为本体钢，采用浇铸工艺成复合钢锭，再通过精整、热轧一火成材。本发明复合钢的复合钢锭一火成材制造方法工艺简单、加工成本低、成材率高、粘合好、压缩比大、钢铁分明，适用各种批量生产和各种高碳刀具材料的复合。
文档编号B21B1/38GK102513519SQ20111044297
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者范广益, 范晔 申请人:上海泛屹复合钢有限公司