一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法技术

本发明专利技术提供一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，其包括以下步骤：S1、准备坯料；S2、复合坯预加热；S3、复合坯感应加热；S4、异温轧制。本发明专利技术将电磁感应加热方法引入制备不锈钢与碳钢复合板热轧复合法工艺中，对整体加热后的复合坯的不锈钢层进行二次加热，通过控制复合坯不锈钢层和碳钢层的温度差来减小不锈钢层与碳钢层的变形抗力差，使不锈钢层和碳钢层在轧制变形过程中变形更协调，由此减小甚至杜绝单面不锈钢复合坯轧制后的翘曲，对于双面不锈钢复合坯则可以减小轧制后内部的残余应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属复合板制造工艺方法，具体地涉及一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法。
技术介绍
不锈钢与碳钢复合板是以碳钢基层与不锈钢覆层结合而成的单面不锈钢与碳钢复合板或双面不锈钢与碳钢复合板。不锈钢与碳钢复合板不仅具有不锈钢的耐腐蚀性、又具有碳钢良好的机械强度和加工性能，是新型的工业产品。不锈钢与碳钢复合板工业化生产方法，主要有爆炸复合法和热轧复合法。爆炸复合法是将不锈钢板重叠置于碳钢基板上，不锈钢板和碳钢基板之间用垫子间隔出一定的距离。不锈钢板上面平铺炸药，炸药爆炸的能量使不锈钢板高速撞击碳钢基板，产生高温高压使两种材料的界面实现固相焊接。其优点是：易于实现多层材料复合，复合界面呈波纹状，结合强度高；其缺点是：环境污染严重，产品尺寸范围小，不适于大批量生产。热轧复合法是以碳钢基板和不锈钢板处于物理纯净状态，在高度真空条件下进行轧制而成，在轧制过程中两种金属扩散实现完全的冶金结合。现有热轧复合法生产不锈钢与碳钢复合板具体实施步骤是：1.去除不锈钢和碳钢待复合面的氧化物并清洗干净；2.将不锈钢和碳钢待复合面正对叠放，对边缘焊接封严并将复合区内部抽成真空状态，得到单面不锈钢复合坯或双面不锈钢复合坯；3.将复合坯放入加热炉加热至1000～1300℃后进行轧制得到复合板；4.对轧制后的复合板切边处理得到成品。现有热轧复合法生产不锈钢与碳钢复合板的优点是：设备简单，产品尺寸范围大，生产效率高，适合大批量生产；其缺点是：由于相同温度下，不锈钢的变形抗力要大于碳钢的变形抗力，在轧制变形过程中，不锈钢和碳钢变形不协调，导致单面不锈钢与碳钢复合坯会在轧制后易发生翘曲，对于双面不锈钢与碳钢复合坯则会在轧制后内部留有较大的残余应力。
技术实现思路
基于以上所述的现有的热轧复合法生产不锈钢与碳钢复合板存在的缺点，本专利技术的目的在于提供一种使不锈钢与碳钢复合坯在轧制过程中不锈钢层和碳钢层变形更协调，以减小甚至杜绝单面不锈钢与碳钢复合坯轧制后的翘曲，对于双面不锈钢与碳钢复合坯则可以减小其轧制后内部的残余应力的电磁感应加热异温轧制制备不锈钢/碳钢复合板的方法。本专利技术的技术方案如下：一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，其包括以下步骤：S1、准备坯料：选取长宽尺寸相同的不锈钢坯料和碳钢坯料，去除不锈钢坯料和碳钢坯料待结合面的氧化层并清洗干净，将不锈钢坯料的待结合面与碳钢坯料的待结合面抵靠在一起形成待复合面，在待复合面的周缘上进行封焊抽真空处理获得复合坯，所述复合坯包括不锈钢层和碳钢层；S2、复合坯预加热：用加热装置将所述复合坯整体预加热至1000～1250℃；S3、复合坯感应加热：用感应加热器对所述预加热后的复合坯的不锈钢层进行二次加热，感应加热频率fkHz依据所述不锈钢层的厚度h按f＝40～140/h^2选定，感应加热电流调节范围为800～10000A，使所述不锈钢层的温度比所述碳钢层的温度整体高100～250℃，其中；以及S4、异温轧制：利用轧机对所述二次加热后的复合坯进行异温轧制，首道次压下率≥15％，总压下率≥50％，碳钢层开轧温度为980～1230℃，不锈钢层开轧温度比碳钢层开轧温度整体高100～250℃，轧制得到不锈钢与碳钢复合板。优选地，步骤S1中所述的不锈钢坯料和碳钢坯料表面的氧化层用钢丝刷进行清理，并用丙酮和酒精擦拭干净。优选地，步骤S1中所述的封焊是在真空电子束焊机真空室中进行，用真空电子束进行焊接。优选地，步骤S2中所述的加热装置选自高温箱式电阻炉、高温台车式电阻炉或箱式气氛炉。优选地，步骤S2加热完成后需要对所述复合坯进行保温，保温时间0.5～2h。优选地，步骤S3中复合坯与感应加热器相对移动，所述相对移动的速度的调节范围为0.05～0.5m/s。优选地，步骤S4中所述的轧机选自单机架可逆轧机、四机架连轧机组、五机架连轧机组或六机架连轧机组。优选地，步骤S4中所述的首道次轧制速度为0.05～2m/s。与现有技术相比，本专利技术将电磁感应加热方法引入制备不锈钢与碳钢复合板热轧复合法工艺中，对整体加热后的复合坯的不锈钢层进行二次加热，通过控制复合坯不锈钢层和碳钢层的温度差来减小不锈钢层与碳钢层的变形抗力差，使不锈钢层和碳钢层在轧制变形过程中变形更协调，由此减小甚至杜绝单面不锈钢复合坯轧制后的翘曲，对于双面不锈钢复合坯则可以减小轧制后内部的残余应力。附图说明图1为本专利技术的工作流程示意图；图2为本专利技术的实施例的感应加热器的结构示意图；以及图3为本专利技术的实施例的感应加热器的剖视图。具体实施方式下面将借助实施例描述本专利技术一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法的工艺步骤。一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，如图1所示，其包括以下步骤：S1、准备坯料：选取长宽尺寸相同的不锈钢坯料和碳钢坯料，去除不锈钢坯料和碳钢坯料待结合面的氧化层并清洗干净，将不锈钢坯料的待结合面与碳钢坯料的待结合面抵靠在一起形成待复合面，在待复合面的周缘上进行封焊抽真空处理获得复合坯，所述复合坯包括不锈钢层和碳钢层，加热装置选自高温箱式电阻炉、高温台车式电阻炉或箱式气氛炉。S2、复合坯预加热：用加热装置将所述复合坯整体预加热至1000～1250℃；S3、复合坯感应加热：用感应加热器对所述预加热后的复合坯的不锈钢层进行二次加热，感应加热频率f(千赫兹)依据所述不锈钢层的厚度h(毫米)按f＝40～140/h^2选定，感应加热电流调节范围为800～10000A，使所述不锈钢层的温度比所述碳钢层的温度整体高100～250℃；S4、异温轧制：利用轧机对所述二次加热后的复合坯进行异温轧制，首道次压下率≥15％，总压下率≥50％，碳钢层开轧温度为980～1230℃，不锈钢层开轧温度比碳钢层开轧温度整体高100～250℃，轧制得到不锈钢与碳钢复合板，轧机选自单机架可逆轧机、四机架连轧机组、五机架连轧机组或六机架连轧机组。如图2及图3所示，在本实施例中，感应加热器包括倒挂支架1、设置在倒挂支架1下方的导磁体2以及一个或多个相互串联连接的感应线圈3，导磁体2通过固定架4和螺纹拉杆5固定在倒挂支架1上，感应线圈3通过固定板6进行固定，固定架4设置有压板40，压板40与固定板6通过螺栓固定在倒挂支架1上。在加热时，将感应加热器悬挂在轨道上方，即能够对轨道上的坯料进行感应加热。多个感应线圈3之间通过导电板7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、准备坯料：选取长宽尺寸相同的不锈钢坯料和碳钢坯料，去除不锈钢坯料和碳钢坯料待结合面的氧化层并清洗干净，将不锈钢坯料的待结合面与碳钢坯料的待结合面抵靠在一起形成待复合面，在待复合面的周缘上进行封焊抽真空处理获得复合坯，所述复合坯包括不锈钢层和碳钢层；S2、复合坯预加热：用加热装置将所述复合坯整体预加热至1000～1250℃；S3、复合坯感应加热：用感应加热器对所述预加热后的复合坯的不锈钢层进行二次加热，感应加热频率fkHz依据所述不锈钢层的厚度h按f＝40～140/h^2选定，感应加热电流调节范围为800～10000A，使所述不锈钢层的温度比所述碳钢层的温度整体高100～250℃；以及S4、异温轧制：利用轧机对所述二次加热后的复合坯进行异温轧制，首道次压下率≥15％，总压下率≥50％，碳钢层开轧温度为980～1230℃，不锈钢层开轧温度比碳钢层开轧温度整体高100～250℃，轧制得到不锈钢与碳钢复合板。

【技术特征摘要】
1.一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，其特征在于，其包括以
下步骤：
S1、准备坯料：选取长宽尺寸相同的不锈钢坯料和碳钢坯料，去除不锈钢
坯料和碳钢坯料待结合面的氧化层并清洗干净，将不锈钢坯料的待结合面与碳
钢坯料的待结合面抵靠在一起形成待复合面，在待复合面的周缘上进行封焊抽
真空处理获得复合坯，所述复合坯包括不锈钢层和碳钢层；
S2、复合坯预加热：用加热装置将所述复合坯整体预加热至1000～1250℃；
S3、复合坯感应加热：用感应加热器对所述预加热后的复合坯的不锈钢层
进行二次加热，感应加热频率fkHz依据所述不锈钢层的厚度h按f＝40～140/h^2
选定，感应加热电流调节范围为800～10000A，使所述不锈钢层的温度比所述
碳钢层的温度整体高100～250℃；以及
S4、异温轧制：利用轧机对所述二次加热后的复合坯进行异温轧制，首道
次压下率≥15％，总压下率≥50％，碳钢层开轧温度为980～1230℃，不锈钢层
开轧温度比碳钢层开轧温度整体高100～250℃，轧制得到不锈钢与碳钢复合板。
2.根据权利要求1所述的制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，其特
征在于，步骤S1中所述的不锈钢坯料和...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖宏，余超，谢红飙，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13