一种热轧钛/钢复合板的非对称组坯制造技术

本实用新型专利技术提供一种热轧钛/钢复合板的非对称组坯，所述非对称组坯包括盖板、复合钛板、侧板、钢板、隔离层和防高温氧化涂层，所述侧板连接在所述钛板侧面，所述钢板连接所述钛板顶面并形成一接触面，所述盖板通过所述隔离层连接钛板底面，所述钛板的所有表面均设有防高温氧化涂层，所述钢板的接触面也设有防高温氧化涂层通过采用化学防高温氧化涂料和物理添加盖板和侧板两种方法相结合的方式对复合板制造真空环境，防止其高温氧化，减少了抽真空的复杂工序；采用简单组坯，依次叠放的方式，易实现、易操作、效率高、成本低；同时采用侧板与基板和盖板焊接的方式，避免了钛与钢的焊接过程脆性化合物和裂纹等问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于乳制金属复合板领域，具体涉及一种热乳钛/钢复合板的非对称组坯。
技术介绍
钛具有极好的耐腐蚀性能，钢具有很好的强度、韧性、焊接性、导热性，将钛和钢两种金属通过热乳的方法复合在一起，使得生产出的钛钢复合板既有良好的强度又有很好的耐腐蚀性能，同时具备好的焊接和导热性能，在化工领域中的反应塔、搅拌器、沉析槽，海洋领域的钢结构衬里，海水淡化装置，核电领域冷凝器等各领域起到广泛的作用。热乳复合板是采用乳制的方法，在强大乳制压力和强烈的热作用，使得金属表面覆膜破裂露出新鲜金属，然后随着乳制的进行形成越来越强的冶金结合，将两种金属材料焊合在一起并使得其具有一定的符合国标要求的界面结合强度和使用性能的方法。钛在高温下会和氧化发生强烈的化学作用，同时界面处的金属如果在加热过程中与氧气发生发生生成了氧化物，将影响界面的结合强度甚至使得界面无法发生结合。因此，对于热乳钛钢复合板需要解决的第一个问题就是防止钛的高温氧化和界面处金属的高温氧化。为了解决这个问题，通常采用三种方法:一是在热乳过程在真空热乳机中进行；二是制造真空乳制环境，使得乳制时的钛板和界面金属处在一个封闭的真空环境内；三是在钛的表面和界面处涂上一层防止高温氧化涂层；由于真空热乳机造价昂贵且生产能力有限，因此，后两种方法是国内通常采用的方法。上述方法二的缺点是需要抽真空、焊接等复杂的工序，对组坯的要求极高；上述方法三的优点是工序简单，缺点是效果不如制造真空环境的方法好。热乳法生产的钛/钢复合板有两种典型的组坯方式，一种为对称组坯，另一种为非对称组坯。由于钛和钢是两种完全不同性质的金属，它们具有不同的应力-应变特性，不同的热物理性能特性，因此，钛/钢复合板在乳制过程会由于钛和钢两种金属变形的不协调产生不协调变形从而影响板型。在对称组坯生产的钛/钢复合板中，可以形成较好的复合板板型，可以减少劳动强度、提高生产效率，但是组坯后需要对复合板进行抽真空处理以防止高温乳制下钛与空气中的各种气体发生反应，高温下纯钛会和空气中的氧气、氮气、氢气等发生剧烈化学反应生成各种化合物，导致乳制过程无法进行；同时由于采用对称的组坯方式，实际需要对四层金属进行乳制，其压下量是非对称组坯的两倍，这对乳件的能力提出了更高的要求。相比对称组坯方式而言，非对称组坯，其对乳制的能力要求就要比前者小很多，目前还没有提出一种较好的非对称组坯防止材料高温氧化的方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种热乳钛/钢复合板的非对称组坯，所述非对称组坯包括盖板、钛板、侧板、钢板、隔离层和防高温氧化涂层，所述侧板连接在所述钛板侧面，所述钢板连接所述钛板顶面并形成一接触面，所述盖板通过所述隔离层连接钛板底面，所述钛板的所有表面均设有防高温氧化涂层，所述钢板的接触面也设有防高温氧化涂层；进一步地，所述钢板与盖板的长度和宽度均相同，所述钛板的长度和宽度均小于所述钢板与盖板；进一步地，所述钢板为基板Q235，所述钛板为复板TA2，所述盖板为低碳钢，所述侧板为低碳钢；进一步地，所述隔离层为有机涂料，所述防高温氧化涂层为涂料FY-1，MP120，MP130;进一步地，所述侧板分别与钢板和盖板通过手工电弧焊焊接；本技术的有益效果是:通过采用化学防高温氧化涂料和物理添加盖板和侧板两种方法相结合的方式对复合板制造真空环境，防止其高温氧化，减少了抽真空的复杂工序；采用简单组坯，依次叠放的方式，易实现、易操作、生产效率高、生产成本低；同时采用侧板与基板和盖板焊接的方式，避免了钛与钢的焊接过程脆性化合物和裂纹等问题的发生。【附图说明】图1为本技术非对称组坯的剖面示意图。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，但不作为对本技术的限定。下面为本技术的举出最佳实施例:如图1所示为本技术一种热乳钛/钢复合板的非对称组坯剖视图，所述非对称组坯包括盖板6、钛板2、侧板3、钢板1、隔离层5和防高温氧化涂层4，所述侧板3连接在所述钛板2侧面，所述钢板1连接所述钛板2顶面并形成一接触面，所述盖板6通过所述隔离层5连接钛板2底面，所述对称组坯板材的叠放次序为:最上层钢板1为基板Q235，中间钛板2为复板TA2，下层为低碳钢盖板6，钛板2的所有表面和钢板1的待复合表面涂有一层防高温氧化涂层4 ;钛板2和盖板6接触表面之间涂有隔离层5所述钛板2的所有表面均设有防高温氧化涂层4，所述钢板1的接触面也设有防高温氧化涂层4，所述钢板1与盖板6的长度和宽度均相同，所述钛板2的长度和宽度均小于所述钢板1与盖板6，所述侧板3为低碳钢，所述隔离层5为有机涂料，所述防高温氧化涂层4为涂料FY-1，MP120，MP130，所述侧板3分别与钢板1和盖板6通过手工电弧焊焊接。实施例1:(1)选用尺寸为 1500 X 1050 X 63mm 的 Q235 钢板 1(基板)，尺寸为 1450 X 1000 X 6mm的TA2钛板2 (复板)，尺寸为1500 X 1050 X 2mm的低碳钢盖板6。(2)用百叶轮将基板和复板的待复合表面进行表面处理，除去待复合表面的氧化层、夹渣、空洞等缺陷。(3)将除去缺陷的待复合面用丙酮清洗干净。(4)在钛板2的所有表面和钢板1的待结合表面涂上一层MP130防高温氧化涂层4。(5)将盖板6和钛板2接触的表面以及钛板2的下表面涂上一层隔离层5，然后在箱式烘干房内将隔离层5烘干。(6)采用图1的方式进行组坯，钛板2置于盖板6之上，将钢板1置于钛板2之上，将组合坯送入液压压力平台，用适当压力将其压紧；在压力压紧的同时，用手工电弧焊，在小电流下，将侧板3与钢板1和盖板6的缝隙封焊，然后将压力卸载；然后送入自动埋弧焊平台，将侧板3与钢板1和盖板6所形成的槽进行满焊。(7)组坯完成后的组坯置于推钢式加热炉的加热温区进行加热，控制钢板1表面和钛板2表面的温度分别为850±30°C。(8)将加热后的组坯在热乳机上进行多道次可逆乳制。(9)将热乳后的组坯在580±30°C的条件下进行热处理。(10)将经热处理后的组坯喷雾冷却，矫直，切头尾和边部；并沿着隔离层将钛板2与盖板6撕开，得到尺寸为3480X1000 X (14±0.2)mm，界面结合率96%以上，剪切强度为200MPa的钛钢复合板产品。实施例2:(1)选用尺寸为 2000X1550 X 36mm 的 Q235 钢板 1(基板)，尺寸为 1950 X 1500 X 10mm的TA2钛板2 (复板)，尺寸为2000 X 1550 X 2mm的低碳钢盖板6。(2)用百叶轮将基板和复板的待复合表面进行表面处理，除去待复合表面的氧化层、夹渣、空洞等缺陷。(3)将除去缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热轧钛/钢复合板的非对称组坯，其特征在于，所述非对称组坯包括盖板（6)、钛板(2)、侧板(3)、钢板(1)、隔离层(5)和防高温氧化涂层(4)，所述侧板(3)连接在所述钛板(2)侧面，所述钢板(1)连接所述钛板(2)顶面并形成一接触面，所述盖板(6)通过所述隔离层(5)连接钛板(2)底面，所述钛板(2)的所有表面均设有防高温氧化涂层(4)，所述钢板(1)的接触面也设有防高温氧化涂层(4)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海波，黎明，孙冬柏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京;11