铸造单面复合板/复合铸件及其生产方法技术

本发明专利技术属于复合板材技术领域，尤其涉及一种铸造单面复合板/复合铸件及其生产方法。本发明专利技术的技术方案为：铸造单面复合板/复合铸件的生产方法，所述单面复合板/复合铸件包括覆材和位于覆材内侧面的基材，所述内侧面为覆材与基材的结合界面，其特征在于：覆材放置在浇铸模具内，把基材熔融液浇铸到覆材的内侧面与浇铸模具之间的空腔内，形成基材，浇铸之前，在覆材的内侧面涂覆镍基涂层。覆材与基材在浇铸后就可实现100%的冶金结合界面，并且不会出现覆材被高温基材熔损。

Cast single-sided composite plate / composite casting and production method thereof

The invention belongs to the technical field of composite plates, in particular to a casting single-sided composite plate / composite casting and a production method thereof. The technical scheme of the invention is: casting production method of composite casting single / composite plate, the single-sided composite plate / composite castings including cladding and the substrate is located on the inner side surface of the clad material, the inner side of the interface for the cladding and the substrate, which is characterized in that the cladding material is arranged in the casting mould, the the substrate melt casting to the inner surface of the clad material and casting mould cavity between the substrate, forming, casting, coating on nickel surface is coated inside the clad material. The cladding material and the base material can realize 100% metallurgical bonding interface after casting, and the cladding material is not damaged by the high temperature substrate.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合板材
，尤其涉及一种铸造单面复合板/复合铸件及其生产方法。
技术介绍
单面复合板是一种以碳素钢、合金钢为基材，单面复合其它材质的覆材（面材），基材与覆材以一定连接方式结合成一体的复合板、铸件，兼具辅材材料的特有性能和碳素钢、合金钢的强度，是一种性价比高、经济实用的新型节能材料，具有十分广阔的市场和巨大的经济价值。为描述方便，以复合不锈钢板为例，对目前国内外不锈钢复合板及其生产方法阐述如下。概括来说，目前不锈钢复合板有三类生产方式：固-固相复合、液-液相复合、液-固相复合。固-固相复合：主要包括爆炸复合、焊接-轧制复合、直接轧制复合等。综合经济型、实用性、基材与覆材的结合强度等原因，目前规模化工业应用的主要是爆炸复合法和焊接轧制复合法。爆炸复合法基材与覆材结合强度好、界面冶金结合率高，但生产成本高，受自然环境气象条件影响大，如阴雨天就不能进行爆炸作业，难以实现大规模生产，并且爆炸时产生严重的噪音、粉尘污染，近年来已受到越来越多的限制。焊接-轧制复合法：将基材如低碳钢板的复合面进行抛光除锈，脱除氧化层等污物。将不锈钢复合面进行抛光除锈脱除氧化膜。为防止轧制时碳钢向不锈钢渗碳并阻止已清理好的复合界面再氧化，有的在基材或覆材清理好的界面上涂上一层金属镍，然后将基材与覆材叠合，叠合面四周封焊，封焊时留一个抽气孔，从抽气孔中抽去空气使结合界面保持高真空状态，封闭抽气孔后便完成了焊接复合板坯的制作。在复合板完成轧制后需要切掉四周的封焊层。需要注意的是轧制前的复合板坯界面不存在任何的物理、化学及冶金结合形式，只有在板坯轧制过程中，在高温及强大轧制力的作用下，才能实现复合界面有限的冶金结合，因其界面结合程度受轧制温度、压下量、轧制力、复合界面清洁度、复合界面真空度（或惰性气体的保护能力）等众多环节的影响，决定了基材与覆材难以实现100%的冶金结合，用户在使用该方法生产复合板的弯曲、扭曲过程中，会出现覆材与基材脱离的现象，打击了消费者的使用信心。该方法工艺繁琐，制造成本高，难以实现大规模工业生产，不容易上产量，目前号称国内最大的焊接-轧制不锈钢复合板企业，年产能不过3万吨。液-液相复合：又叫电磁连铸复合法，其基本原理是借助于安装在结晶器下方的两个水平电磁场，利用洛伦兹力各自约束不同材质的钢水，在连铸过程中完成不同材料的复合，具有无污染、材料复合强度高、适合大规模生产的特点，但目前工艺设备都不完善，处于进一步深入研究论证的阶段。液-固相复合法：包括反向凝固法、铸轧法、浇铸复合法等。反向凝固法是一种浸镀复合法，将一定厚度的固态基材母带，连续通过熔融的覆材钢水中，钢水在母带表面凝固生成一定厚度的覆材。该方法具有效率高、能耗低、质量好、生产流程短、能够实现连续生产的特点，但操作难度大，目前工艺设备都不完善，处于进一步深入研究论证的阶段。铸轧法是将半凝固状态的金属与固态金属同时送入轧机轧制，可实现高熔点与低熔点金属的复合，复合强度高、生产效率高、成本低，但目前工艺技术设备均不完善，尚处于深入研究论证的阶段。浇铸复合法：浇铸复合法是将两块不锈钢板叠合，中间涂上剥离剂，朝外的复合界面涂上抗氧化剂，四周焊合后放入铸模中浇入钢水，在铸模中实现碳素钢水与不锈钢复合形成复合板坯。在板坯轧制后，将焊合的四周割掉，形成两张复合不锈钢板。该方法工艺、技术均不成熟，产品质量达不到要求、生产不稳定，原因有以下几个方面：结合界面虽有抗氧化剂，但在钢水浇铸过程中的高温下极易氧化，在界面处生成渣、孔缺陷；结合界面的抗氧化剂涂层难以有效阻止高温钢水的碳向覆材渗透；对不锈钢覆板缺乏有效的保护，使不锈钢板容易被高温钢水熔损造成废品；基层或覆层钢板厚度不能按照客户要求的任意比例复合，市场推广受限。因此，在文献资料中，该方法仅限于简单的介绍，未见工业应用。综上所述，目前的不锈钢复合方法和技术，除尚在研究探索阶段的电磁连铸法、反向凝固法外，实际工业应用的是爆炸复合法和焊接-轧制复合法。爆炸复合法覆层与基层结合质量好，但对环境影响大，成本高，产量低、难以形成规模生产。焊接-轧制复合法是目前最普遍的一种生产方法，但难以实现大规模工业化生产，并且覆板与基板界面结合强度较差，产品质量不稳定，造成消费者使用焊接-轧制复合不锈钢板的信心不足，影响了焊接-轧制不锈钢复合板的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种铸造单面复合板/复合铸件及其生产方法。本专利技术包括覆材、基材，覆材与基材可以任意比例搭配，将两件覆材叠合后挟在浇铸模具的中间，在覆材与浇铸模具的两空腔中浇入基材熔融液，形成基材，打开浇铸模具切除两基材的浇口，形成完整的两块单面复合板/复合铸件。覆材与基材在浇铸后就可实现100%的冶金结合界面，并且不会出现覆材被高温基材熔损。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：铸造单面复合板/复合铸件的生产方法，所述单面复合板/复合铸件包括覆材和位于覆材内侧面的基材，所述内侧面为覆材与基材的结合界面，其特征在于：覆材放置在浇铸模具内，把基材熔融液浇铸到覆材的内侧面与浇铸模具之间的空腔内，形成基材，浇铸之前，在覆材的内侧面涂覆镍基涂层。根据需要选择合适的覆材为不锈钢、钛板或各种合金成分板材、铸钢件、铸铁件，厚度可以任意厚度；根据需要确定基材的合金成分、厚度，所述基材为碳素钢、合金钢、铸铁件，厚度可以任意厚度。用不同空腔尺寸的浇铸模具和覆材，组成所需尺寸的铸造基材模型，在两空腔中浇入金属液，形成两块基材。本专利技术所述镍基涂层的涂覆方法为等离子喷涂、电弧喷涂或火焰喷涂，该涂覆方法的镍基涂层的组成成分按重量份数为：镍50-100、钨10-35、钴10-25；喷涂镍基涂层的厚度：5-200um。本专利技术所述镍基涂层的涂覆方法为刷涂或喷淋施工方法，该涂覆方法的镍基涂层的组成成分按重量份数为：镍粉50-100、钨粉10-20、钴粉10-20、醇溶性树脂粘结剂5-10、醇类溶剂40-60，镍基涂料的涂层厚度：0.1-2.0mm。所述醇溶性树脂粘结剂为：脲醛树脂。所述醇类溶剂为商品甲醇或乙醇。镍基涂层的作用是：防止钢水浇铸前和浇铸过程中界面氧化，防止熔融基材在高温下向覆材渗碳，降低覆材和基材接合界面金属的熔点，防止覆材被液态基材熔损。本专利技术所述的生产方法：两件覆材叠合后挟在浇铸模具中，在覆材与浇铸模具的两空腔中浇入基材熔融液，形成基材，打开浇铸模具，制成两块单面复合板/复合铸件，在两件覆材的外表面涂覆防锻接涂层。基材浇铸前的准备工作：用对应基材厚度、宽度、长度的浇铸模具，将已经叠合到一起的覆材挟在浇铸模具中，用若干紧固螺丝把合紧实。在两覆材与浇铸模具之间形成的空腔，即型腔，就是待浇铸基材的模型。防锻接涂层的作用是：防止两覆材在浇铸过程中或后续深加工过程中产生任何形式的连接，保证两覆材在浇铸后或后续深加工过程中能够轻松分离；保证两覆材在熔融状态下仍然保持原有形状不变。所述防锻接涂层按重量份数的组成成分：铝矾土粉熟料40-60、膨润土粉2-10、石英粉20-40、粘结剂5-10、水40-60，所述粘结剂为：硅溶胶、钾水玻璃或白乳胶。防锻接涂层的施工方法：涂层可以通过刷涂、喷涂、喷淋、浸涂等。所述防锻接涂层的厚度为5-200um。本专利技术所述铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
铸造单面复合板/复合铸件的生产方法，所述单面复合板/复合铸件包括覆材和位于覆材内侧面的基材，所述内侧面为覆材与基材的结合界面，其特征在于：覆材放置在浇铸模具内，把基材熔融液浇铸到覆材的内侧面与浇铸模具之间的空腔内，形成基材，浇铸之前，在覆材的内侧面涂覆镍基涂层。

【技术特征摘要】
1.铸造单面复合板/复合铸件的生产方法，所述单面复合板/复合铸件包括覆材和位于覆材内侧面的基材，所述内侧面为覆材与基材的结合界面，其特征在于：覆材放置在浇铸模具内，把基材熔融液浇铸到覆材的内侧面与浇铸模具之间的空腔内，形成基材，浇铸之前，在覆材的内侧面涂覆镍基涂层。2.根据权利要求1所述的铸造单面复合板/复合铸件的生产方法，其特征在于：所述镍基涂层的涂覆方法为等离子喷涂、电弧喷涂或火焰喷涂，所述该涂覆方法的镍基涂层的组成成分按重量份数为：镍50-100、钨10-35、钴10-25；所述镍基涂层的涂覆方法为刷涂或喷淋施工方法，所述该涂覆方法的镍基涂层的组成成分按重量份数为：镍粉50-100、钨粉10-20、钴粉10-20、醇溶性树脂粘结剂5-10、醇类溶剂40-60。3.根据权利要求1所述的铸造单面复板/复合铸件的生产方法，其特征在于：两件覆材叠合后挟在浇铸模具中，在覆材与浇铸模具的两空腔中浇入基材熔融液，形成基材，打开浇铸模具，制成两块单面复合板/复合铸件，在两件覆材的外表面涂覆防锻接涂层。4.根据权利要求3所述的铸造单面复合板/复合铸件的生产方法，其特征在于：所述防锻接涂层按重量份数的组成成分：铝矾土粉熟料40-60、膨润土粉2-10、石英粉20-40、粘结剂5-10、水40-60，所述粘结剂为：硅溶胶、钾水玻璃或白乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周传禄，
申请(专利权)人：周传禄，
类型：发明
国别省市：山东;37