专利名称：电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法
技术领域：
本发明涉及治金技术，特别是涉及电渣重熔技
背景技术：
目前，制造复合钢材通常采用爆炸成型法、轧制复合法或复合浇铸法。爆炸成型法是用二块经表面处理后的钢板叠合起来，然后通过爆炸产生热量及冲击波使二种钢材粘合在一起，主要用于军工和重大工程项目，成本极高，需在野外进行且受季节限止。轧制复合法是二种钢材经表面处理后用电焊封边，加热轧制而成。因设备原因其截面大小受限止，压缩比小，粘合不够理想，表面处理要求又高，质量难以保证。复合浇铸法的优点是压缩比大，粘合好，特别适宜于中心复合形式的大、小批量生产。但用此法生产表面复合形式的复合钢锭和钢坯在热加工时因不同金属的延伸率不同，结合层易于分离，设备易出故障，造成废品。至于电渣重熔技术，有应用电渣重熔来进行电渣熔铸生产新铸件的，或应用电渣重熔来进行电渣熔焊，是用于二个工件间连接修复的，也有应用电渣重熔进行电渣堆焊的，该技术也是为修复工件所采用。
本发明的目的是采用常规的电渣重熔技术，利用电渣重熔固有的优点，通过结晶器生产二层或多层金属表面复合钢坯
发明内容
本发明包含现有的常规电渣重熔技术，即其工作台台面为一通水铜板，电极与结晶器四周保持一定间隙以防短路，结晶器内放有电渣粉，电极由自动升降装置控制其升降。本发明还需通过下列技术实现电极由所需复合的多种金属材料按重量比例焊接而成，即此电极自下而上由第一种金属材料、第二种金属材料以此类推的焊接构成，此电极依次先后在一个结晶器内进行电渣重熔，便制得由二层或二层以上不同金属材料表面复合的钢坯。详细而言，电极的截面设计为矩形，其尺寸大小根据电渣炉的功率而定，结晶器为一长方体形的整体件安置在工作台的通水铜板上，通水铜板上装有一通电的点火块，将上述电极通过自动升降装置慢慢送入到结晶器内，与点火块通电接触，同时放入一定量的电渣粉，渣粉迅速熔化形成渣液，同时电极也熔化成金属液体。在第一种金属材料熔完后，迅速调低通电电流至0，但又要维持开机状态，电极开始停止熔化，这时结晶器四周的金属液体开始收缩、凝固，温度开始下降，1-3分种后，重新调高电流即电渣重熔电极上的第二种金属材料，第二种金属材料液体便覆盖在已凝固的第一种金属材料面上，当第二种金属材料即将熔清后，开始减少电流进行补缩，补缩结束停电关机。当结晶器四周的金属液体收缩凝固后，即可脱模，从而制得二层或多层金属表面复合的钢坯。再通过热加工工艺便可制成名种规格的复合带钢、扁钢。
本发明具有如下积极效果1.本发明生产的复合钢材具有极高的粘合率，界面结合率达98％以上，粘合质量高于采用爆炸、热轧或浇铸工艺生产的复合钢。
2.加工工艺简单，成材率高达95％以上，矩形截面的小钢坯可在一般横列式轧机上直接制造带钢。
3.适用于各种材料的复合，包括有色金属、黑色金属的复合，如普碳钢和合金工具钢、碳素工具钢的复合；低碳铁素体、马氏体、奥氏体不镑钢和高碳马氏体不锈钢的复合。
4.金属材料经过电渣重熔精炼后，提高了材质，各种夹杂物大幅度减少，无偏析，组织致密晶粒细。
实施例1.电极的第一种金属为65％的Q235普碳钢、第二种金属为40％的65Mn弹簧钢将二者用电焊连接，根据电渣炉技术参数计算出电极的矩形截面积。
2.结晶器的矩形截面也要和电渣炉功率相适应，将结晶器放置于工作台的通水铜板上，把电极慢慢送入结晶器内，与点火块接触通电，同时放入一定量的电渣粉于结晶器内，调整电流，电渣粉迅速熔化成渣液，同时电极的Q235普碳钢也开始熔化，并问四周扩散充填到结晶器的四周。
3.当电极的第一种金属即Q235熔清后，将电流调整到0(不关机)，结晶器模壁四周的钢水开始冷却凝固并问中间延伸，停机1.5-2分种后，重新调高电流到正常值，65Mn开始熔化，熔化的钢液逐步覆盖在Q235的表面。
4.当电极的金属全部熔清后，减少电流最后关闭电流，使钢液开始凝固，当钢液凝固颜色至暗红色时，便可进行脱模。复合钢坯冷却后，对表面的缺陷进行精整处理。
5.精整后的复合钢坯在小型轧钢机上进行热加工‘一火’或‘二火’轧制成各种规格的复合带钢、扁钢。
权利要求
1.电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法，包含有常规电渣重熔技术，其特征在于电极由所需的多种金属材料按重量比例焊接而成，依次先后在同一结晶器内进行电渣重熔，控制每次电渣重熔及其间隙期的电流强度，后一种金属液体覆盖在已凝固的前一种金属材料面上，由此制得复合钢坯。
2.根据权利要求1所述的电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法，其特征在于电极的截面为矩形，尺寸大小根据电渣炉的功率设计，结晶器为一截面积与电渣炉功率相适应的长方体形的整体件。
3.根据权利要求1或2所述的电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法，其特征在于结晶器放置在工作台通水铜板上后，将电极通过自动升降装置送入结晶器内，与铜板上的点火块接触通电，同时放入电渣粉，进行电渣重熔，在第一种金属材料熔清后，迅速调低电流至0但又维持开机状态，1-3分种后重又调高电流，后一种金属液体覆盖在已凝固的第一种金属材料面上，当第二种金属材料即将熔清后，降低电流进行补缩，补缩结束，停电关机，当结晶器四周的金属液体收缩凝固后，即可脱模。
4.根据权利要求1或2所述的电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法，其特征在于此种复合钢坯经过热加工工艺可制成各种规格的复合带钢、扁钢。
5.根据权利要求3所述的电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法，其特征在于此种复合钢坯经过热加工工艺可制成各种规格的复合带钢、扁钢。
全文摘要
电渣重熔生产多层金属表面复合钢坯的制造方法，属电渣重熔技术。该技术已用于熔铸、熔焊或堆焊，以生产铸件或修复工件。本发明是将所需复合的几种金属材料按重量比例焊接成截面为矩形的电极，依次先后在结晶器内进行电渣重熔，整体的矩形框式结晶器安置于工作台的通水铜板上，控制每次电渣重熔及其间隙期的电流强度，后一种金属液体覆盖在已凝固的前一种金属材料面上，由此制得复合钢坯。再经加工制成复合带钢、扁钢，用作刀具钢，全面提高了刄口钢的综合机械性能。
文档编号B22D23/10GK1736634SQ200410053819
公开日2006年2月22日 申请日期2004年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者范广益, 范晔 申请人:上海集思复合钢技术开发有限公司