一种复合带材生产方法及生产系统技术方案

本发明专利技术提供了一种复合带材生产方法，包括如下步骤：1)来料预处理，2)来料头部预压紧，3)热轧复合，4)水冷处理，5)冷轧复合、卷取。本发明专利技术针对热轧复合工艺和冷轧复合工艺的优缺点，采用先热轧复合后冷轧变形的连续生产工艺，制备的复合带材兼有热轧复合界面结合强度高、对复合轧机轧制能力要求低以及冷轧变形厚度控制和板形控制精度高、表面质量好、生产稳定等优点；而且通用性强，可用以轧制复合的来料范围广、品种多，适用于大批量、高效率生产薄规格复合带材，具有良好的产业化应用推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种复合带材生产方法及生产系统
本专利技术属于复合轧制
，具体涉及一种复合带材生产方法及生产系统。
技术介绍
轧制层状复合板材是利用轧制复合技术使两种或两种以上物理、化学及力学性能不同的金属在界面上实现牢固的冶金结合而制成的一种复合材料。由于其物理、化学及力学性能兼顾各组元金属的优点，因此在抗磨损、抗腐蚀、抗冲击、抗疲劳、高比刚度等许多特殊领域（如航空航天、冶金、建筑、电子仪表、化工、汽车及船舶等行业）得到广泛应用。轧制复合法的基本原理是指金属板带在受到轧机施加的强大压力作用下，在两层金属的待复合表面发生塑性变形，使表面金属层破裂，随后洁净而活化的金属层从破裂的金属表面露出，在强大压力作用下形成平面状的冶金结合（原子间金属键结合）。根据轧制复合时有无加热，轧制复合法分为热轧复合法及冷轧复合法。热轧复合法的优点为：（1）轧制力较小，对复合轧机轧制能力要求低；（2）工艺简单，成本低；（3）界面结合牢固；其缺点在于复合板的厚度和板形控制困难，生产一致性和稳定性差，因此只适用于较厚复合板材（厚度一般大于5mm）的生产，产品规格有限。冷轧复合法的优点在于有利于复合带材的厚度和板形控制，产品厚度薄（最小厚度可达1mm），表面质量好且生产效率高，但其缺点为：（1）可采用的来料金属范围小，只适用于强度低、塑性好的组元金属间复合；（2）界面结合强度低；（3）首道次压下率高（60～70%以上），易产生轧制裂纹，且对复合轧机要求高。由于上述热轧复合法及冷轧复合法的优缺点明显，因此目前大多数已经成功制备的复合带材还仅限于实验室研究，而在市场产业化方面的应用较少。一方面因为实验室工况条件与实际生产有所不同，生产中的工艺还处于摸索阶段；另一方面，对与工艺相配套的轧制复合生产机组的研究还不够深入，不能完全满足复合工艺的需要。因此仍需要进一步研究复合带材的生产方法及机组布置，这对于复合带材的产业化应用具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有热轧复合法及冷轧复合法各自存在的优缺点，且制备的复合带材仅限于实验室研究，无法进行大批量生产的问题。为此，本专利技术实施例提供了一种复合带材生产方法，包括如下步骤：1)来料预处理选取作为来料的基材和覆材，并将基材和覆材各自依次经过来料开卷、复合面打磨、表面磨屑清理及加热处理；2)来料头部预压紧将加热处理后的基材和覆材的复合面相对布置，并将其头部预压紧粘合在一起；3)热轧复合将预压紧后的基材和覆材输送至热轧机辊缝中进行单道次热轧复合轧制，得到热轧复合板材；4)水冷处理将热轧复合板材通过层流冷却装置进行冷却，使得热轧复合板材冷却至来料的再结晶温度以下；5)冷轧复合、卷取将冷却后的热轧复合板材通过冷轧机的多道次冷轧轧制得到设计厚度的复合带材。进一步的，所述基材和覆材的材质为不锈钢、碳钢、低合金钢、工业纯钛、铝合金中的任意一种；所述基材和覆材为完全退火态；所述基材与覆材的宽度相同，所述基材厚度为2～6mm，覆材厚度为2～6mm，复合带材厚度为1～6mm。进一步的，所述基材和覆材的加热处理过程中加热温度为400～1000℃，加热时间为1～2min；所述基材和覆材的热轧复合过程中热轧复合的压下率为30～60%，热轧轧制速度为5～30m/min；所述基材和覆材的冷轧复合过程中冷轧道次压下率为10～30%，冷轧总压下率为30～70%，冷轧轧制速度为100～300m/min；所述水冷将热轧复合带材冷却至室温。进一步的，所述步骤2)在基材和覆材的头部预压紧粘合之前，对基材和覆材的头部同时进行剪切。进一步的，所述步骤5)冷轧复合卷取的具体过程：首先，在冷轧机的两侧均设置卷取机，将冷却后的热轧复合板材头部以热轧轧制速度穿带经过停机开辊缝状态的冷轧机，并进入冷轧机出口侧的卷取机进行卷取；然后，切除热轧复合板材的尾部，随后冷轧机辊缝闭合，启动冷轧机及其出口侧的卷取机，使热轧复合板材的尾部穿带进入冷轧机入口侧的卷取机；最后，待冷轧机入口侧的卷取机卷取热轧复合板材一定圈数后，将冷轧机和卷取机切换到轧制状态，按照设定的道次压下量完成各道次冷轧轧制。另外，本专利技术还提供了一种复合带材生产系统，包括依次连接的开卷处理装置、第一剪切机、头部预压紧装置、热轧机、层流冷却装置、第一卷取机、冷轧机和第二卷取机；所述开卷处理装置包括基材开卷处理机构和覆材开卷处理机构，所述基材开卷处理机构布置于轧制线平面上，包括依次连接的基材开卷机、基材打磨机、基材压缩空气吹扫机和基材加热炉；所述覆材开卷处理机构与基材开卷处理机构相对布置，且位于基材的复合面侧，所述覆材开卷处理机构包括依次连接的覆材开卷机、覆材打磨机、覆材压缩空气吹扫机和覆材加热炉。进一步的，所述覆材开卷处理机构有两套，分别位于基材开卷处理机构的正上方和正下方，且两套覆材开卷处理机构与基材开卷处理机构的距离相等。进一步的，所述基材加热炉和覆材加热炉均为感应加热炉，所述基材加热炉和覆材加热炉的出口处分别设置有基材夹送辊和覆材夹送辊，所述基材夹送辊与第一剪切机之间设置有带材夹送辊，所述覆材夹送辊和带材夹送辊之间设置有用于将覆材导向轧制线平面的过渡导板。进一步的，所述热轧机为二辊轧机，热轧机的工作辊入口侧设置有乳化液喷射装置；所述冷轧机为四辊轧机或六辊轧机，冷轧机的工作辊两侧均设置有轧制油喷射装置；所述第一卷取机和第二卷取机均为地下式卷取机。进一步的，所述头部预压紧装置与热轧机之间设置有导卫装置，所述第一卷取机与冷轧机之间设置有第二剪切机。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种复合带材生产方法针对热轧复合工艺和冷轧复合工艺的优缺点，采用先热轧复合后冷轧变形的连续生产工艺，制备的复合带材兼有热轧复合界面结合强度高、对复合轧机轧制能力要求低以及冷轧变形厚度控制和板形控制精度高、表面质量好、生产稳定等优点。(2)本专利技术提供的这种复合带材生产方法及生产系统对基材和覆材分别设置加热炉加热，使基材和覆材分别处于最优的热轧复合温度状态，有效解决了热轧复合过程中需满足基材与覆材的热轧温度差别较大的问题，减小了热轧复合过程中基材与覆材的力学性能差异，确保热轧复合时基材与覆材的均匀变形，大大提高了复合带材的质量。(3)本专利技术提供的这种复合带材生产方法及生产系统通用性强，可用以轧制复合的来料范围广、品种多，适用于大批量、高效率生产薄规格复合带材，具有良好的产业化应用推广价值。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术复合带材生产方法的工艺流程图；图2是本专利技术复合带材生产系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例中三层热轧复合板材断面结构示意图。附图标记说明：1、基材开卷机；2、覆材开卷机；3、基材打磨机；4、覆材打磨机；5、覆材压缩空气吹扫机；6、基材压缩空气吹扫机；7、覆材加热炉；8、基材加热炉；9、覆材夹送辊；10、基材夹送辊；11、过渡导板；12、带材夹送辊；13、第一剪切机；14、头部预压紧装置；15、导卫装置；16、热轧机；17、层流冷却装置；18、第一卷取机；19、第二剪切机；20、冷轧机；21、第二卷取机；22、基材；23、覆材；24、乳化液喷射装置；25、轧制油喷射装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合带材生产方法，其特征在于，包括如下步骤：1)来料预处理选取作为来料的基材和覆材，并将基材和覆材各自依次经过来料开卷、复合面打磨、表面磨屑清理及加热处理；2)来料头部预压紧将加热处理后的基材和覆材的复合面相对布置，并将其头部预压紧粘合在一起；3)热轧复合将预压紧后的基材和覆材输送至热轧机辊缝中进行单道次热轧复合轧制，得到热轧复合板材；4)水冷处理将热轧复合板材通过层流冷却装置进行冷却，使得热轧复合板材冷却至来料的再结晶温度以下；5)冷轧复合、卷取将冷却后的热轧复合板材通过冷轧机的多道次冷轧轧制得到设计厚度的复合带材。

【技术特征摘要】
1.一种复合带材生产方法，其特征在于，包括如下步骤：1)来料预处理选取作为来料的基材和覆材，并将基材和覆材各自依次经过来料开卷、复合面打磨、表面磨屑清理及加热处理；2)来料头部预压紧将加热处理后的基材和覆材的复合面相对布置，并将其头部预压紧粘合在一起；3)热轧复合将预压紧后的基材和覆材输送至热轧机辊缝中进行单道次热轧复合轧制，得到热轧复合板材；4)水冷处理将热轧复合板材通过层流冷却装置进行冷却，使得热轧复合板材冷却至来料的再结晶温度以下；5)冷轧复合、卷取将冷却后的热轧复合板材通过冷轧机的多道次冷轧轧制得到设计厚度的复合带材。2.如权利要求1所述的复合带材生产方法，其特征在于，所述基材和覆材的材质为不锈钢、碳钢、低合金钢、工业纯钛、铝合金中的任意一种；所述基材和覆材为完全退火态；所述基材与覆材的宽度相同，所述基材厚度为2～6mm，覆材厚度为2～6mm，复合带材厚度为1～6mm。3.如权利要求1所述的复合带材生产方法，其特征在于，所述基材和覆材的加热处理过程中加热温度为400～1000℃，加热时间为1～2min；所述基材和覆材的热轧复合过程中热轧复合的压下率为30～60%，热轧轧制速度为5～30m/min；所述基材和覆材的冷轧复合过程中冷轧道次压下率为10～30%，冷轧总压下率为30～70%，冷轧轧制速度为100～300m/min；所述水冷将热轧复合带材冷却至室温。4.如权利要求1所述的复合带材生产方法，其特征在于，所述步骤2)在基材和覆材的头部预压紧粘合之前，对基材和覆材的头部同时进行剪切。5.如权利要求1所述的复合带材生产方法，其特征在于，所述步骤5)冷轧复合卷取的具体过程：首先，在冷轧机的两侧均设置卷取机，将冷却后的热轧复合板材头部以热轧轧制速度穿带经过停机开辊缝状态的冷轧机，并进入冷轧机出口侧的卷取机进行卷取；然后，切除热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全忠，吴有生，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42