一种爆炸复合的钛-钢-钛双面复合板的轧制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种爆炸复合的钛-钢-钛双面复合板的乳制方法，具体涉及一种钛 复板、钢基板、钛复板经爆炸焊形成的双面复合板坯直接通过低压缩比乳制成双面复合板 的乳制方法，属于复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 钛是一种过渡金属，具有密度低、低温韧性优异、耐蚀性突出优点，但由于价格昂 贵使其应用受到很大限制。为降低使用成本，通常将其制成钛-钢复合板，钛-钢复合材 料以其具有钢的高强度及钛的优异耐蚀综合性能和显著经济效益而被广泛应用于化工、石 油、海洋等腐蚀性较强的工业部件。
[0003] 目前钛-钢复合板生产方法主要有爆炸复合、爆炸一乳制复合、乳制复合等。爆炸 复合是利用炸药作能源，属于爆炸焊接，虽然其复合效果比较好，但在操作及安全性方面存 在不利之处，且爆炸焊的复合板，因受爆炸时冲击波较大，在复合板上残余应力较大，导致 后续矫平非常困难；近年来研究较多的是累积叠乳焊（ARB)，其属于乳制复合中的一种，是 得到较大的累积变形量的有效方法。该方法大幅度提高了结合性能，但在实际生产中需反 复叠片，操作较繁，叠焊周期长，生产工艺复杂。经过查阅文献，通过低温加热直接乳制爆炸 焊后的双面复合板坯且不需热处理，力学性能和成品板形满足标准要求的钛-钢-钛双面 复合板乳制方法尚未有研究。
[0004] 检索发现，公开号为：CN102225510A的专利公开了一种爆炸-乳制大面积钛钢复 合板的制备方法，介绍了钛板与钢板接口焊接技术，对复合板坯的乳制方法未做介绍，是一 种乳前复层钛板拼焊制作技术。
[0005][0006] 考虑到复合板生产难点主要是基板与复板直接爆炸焊后的结合强度低，以及板形 不平直，且要求生产成本较低。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种爆炸复合的 钛-钢_钛双面复合板的乳制方法，本发明采用爆炸复合形成的复合坯，通过2. 5倍低压缩 比及最优的乳制生产工艺，生产出探伤等级达到JB4730-2005I级复合板，不需热处理就 能够达到板形良好，力学性能稳定的双面复合板，生产成本低，安全性高，且方法简单易行。
[0008] 本发明所用解决的技术问题：提供一种爆炸复合的钛-钢_钛双面复合板的乳制 方法，通过钛板复板+钢板基板+钛板复板爆炸焊后形成的双面复合板坯，不需热处理，通 过2. 5倍的低压缩比，配合合理的乳制工艺生产厚度14. 4_厚度的钛-钢-钛双面复合板， 不平度板形达到了彡5mm/lm，且热乳态力学性能达到要求，剪切强度> 140MPa，屈服强度 > 235MPa，抗拉强度> 460MPa，(TC冲击功，80J。本发明方法成功解决了钛-钢-钛爆炸双 面复合板坯通过2. 5倍低压缩比就能乳制出高结合强度的双面复合板等技术难点。
[0009] 为了达到以上目的，技术方案如下：本发明一种爆炸复合的钛-钢-钛双面复合板 的乳制方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0010] 步骤一：制作坯料：
[0011] 采用钛板复板、钢板基板和钛板复板，三者爆炸焊后形成钛-钢-钛双面复合板 坯；
[0012] 步骤二：坯料验收：
[0013] 对钛-钢-钛双面复合板坯进行验收，坯料验收标准要求距离边部5-10mm不得有 明显破损、裂纹、翘皮和分层质量缺陷；坯料不平度最大不得超过;
[0014] 步骤三：乳制工艺：
[0015] 第一阶段：将验收合格的钛-钢-钛双面复合板坯放入炉内进行加热，炉内预热段 温度100-600°C，加热温度为820-900°C，在炉时间为135-150分钟；
[0016] 第二阶段：将加热后的钛-钢-钛双面复合板坯进行乳制，开乳温度为 780-1150°C，目标终乳温度750-1000°C，乳制压缩比为2. 5倍；
[0017] 第三阶段：将乳制后的钛-钢-钛双面复合板坯进行在线矫直，在线矫直温度在 400-450°C，在线矫直后得到钛-钢-钛双面复合板；
[0018] 步骤四：冷却：
[0019] 对钛-钢-钛双面复合板进行对称冷却，确保上下复层冷却一致；
[0020] 步骤五：探伤：
[0021] 对冷却后的钛-钢-钛双面复合板采用超声波自动探伤仪按照JB4730-2005要求 进行探伤，结果显示探伤等级达到I级即为探伤合格；
[0022] 步骤六：切割、取样：
[0023] 对探伤合格的钛-钢-钛双面复合板采用等离子切割仪进行精确切割成所要求的 对应尺寸，并按照标准要求进行取样，送理化进行力学性能测验；
[0024] 步骤七：标印、检验：
[0025] 对切割完成的钛-钢-钛双面复合板采用麦纳麦格自动标印机对钢板表面进行标 印成所要求的信息，并对标印结束钢板的长度、宽度、厚度、标识内容和表面质量进行检验， 得到最终成品；
[0026]步骤八：入库：
[0027] 将最终成品放入等待发货的货位。
[0028] 所述步骤一中，所述钛板复板以TAl为复层材料，厚度为3mm，所述钢板基板采用 Q235B钢材，对钢板基板的上表面和钛板复板的下表面均进行抛光预处理，再在钛板基板的 上表面涂上保护层，在保护层上均匀布置TNT炸药，引爆后通过爆炸时产生的瞬间高温、冲 击波将钛板复板和钢板基板焊合在一起，至此上表复合即完成；将已复合一层的单面复合 板坯翻身，重新对下表进行复合，复合步骤与上表复合一样，随即完成双面复合板坯。
[0029] 所述步骤一中，所述钛板复板的厚度均为3mm，所述钢板基板的厚度为30mm。
[0030]所述步骤三中，所述乳制后的钛-钢-钛双面复合板厚度为14. 4mm，其中钛板复板 的厚度为I. 2mm，钢板基板的厚度为12mm。
[0031] 所述步骤三中，所述钛-钢-钛双面复合板坯经过2800mm生产线四辊双机架乳机 生产得到低压缩比的钛-钢-钛双面复合板坯。
[0032] 所述步骤四中，采用新一代超快冷技术对钛-钢-钛双面复合板进行对称冷却。
[0033] 本发明的有益效果为：（1)通过低温预热、中低温加热模式，解决爆炸焊后残余 应力较大的双面复合板坯在步进梁式加热炉内得到充分的加热，加热成本低，对环境污染 小；（2)本方法采用合理的控乳工艺生产厚度达到14. 4_薄规格的高结合强度的双面复 合板，热乳态各力学性能指标均达到GB/T8547-2006标准要求，剪切强度> 140MPa，屈服 强度> 235MPa，抗拉强度> 460MPa，0°C冲击功，80J;(3)该方法成功解决了钛-钢-钛爆 炸双面复合板坯通过2. 5倍低压缩比、在线矫直温度控制在400-450°C就能乳制出高结合 强度的双面复合板且不需离线矫直、上下钛板与中间Q235B基板结合处的探伤等级达到 JB4730-2005I级水平等技术难点。
[0034] 本发明通过爆炸焊接形成3mm厚度的钛板复板+30mm厚度的Q235B基板+3mm 厚度的钛板复板组合成的双面复合板坯，不需离线矫平、热处理等工序直接经过2800mm 生产线四辊双机架乳机生产2. 5倍低压缩比且厚度为14. 4mm(l. 2mm厚度复板+12mm厚 度基板+1. 2mm厚度复板）的双面复合板，乳后不需热处理，热乳态板形不平度即能达到 < 5mm/lm，力学性能达到标准要求，且上下钛板复板和钢板基板的结合处的探伤等级达到 JB4730-2005I级水平，生产方法具有成本低、工艺流程短的优势，能够较好的满足耗能低、 抗腐蚀强的部件材料需求。
【附图说明】
[0035] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0036] 图1为钛-钢复合结合处扫描组织图。
[0037] 图2为钛-钢复合界线周边能谱分析图。
【具体实施方式】
[0038] 实施例一
[0039] 本发明一种爆炸复合的钛-钢-钛双面复合板的乳制方法，其特征在于：包括如下 步骤：
[0040] 步骤一：制作坯料：
[0041] 采用钛板复板、钢板基板和钛板复板，三者爆炸焊后形成钛-钢-钛双面复合板 坯；所述步骤一中，所述钛板复板以TAl为复层材料，厚度为3mm，所述钢板基板采用Q235B 钢材，对钢板基板的上表面和钛板复板的下表面均进行抛光预处理，再在钛板基板的上表 面涂上保护层，在保护层上均匀布置TNT炸药，引爆后通过爆炸时产生的瞬间高温、冲击波 将钛板复板和钢板基板焊合在一起，至此上表复合即完成；将已复合一层的单面复合板坯 翻身，重新对下表进行复合，复合步骤与上表复合一样，随即完成双面复合板坯。所述步骤 一中，所述钛板复板