一种金属复合长材的制造方法及金属复合长材技术

本发明专利技术公开了一种金属复合长材的制造方法，其包括步骤：将芯棒放置于锭模内；采用加热器对芯棒进行加热；采用真空冶炼炉冶炼复合金属以得到金属液；将加热器随同锭模放入真空冶炼炉内；在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的表层，以制成复合坯；复合坯随炉冷却或缓慢空冷；对复合坯进行再加热，保温均热后进行轧制或挤压，以得到金属复合长材。此外，本发明专利技术还公开了一种金属复合长材，其采用上述的金属复合长材的制造方法制得。所述的制造方法克服现有技术的不足，可以获得冶金界面结合良好的金属复合长材，适用范围广，应用前景良好。

【技术实现步骤摘要】
一种金属复合长材的制造方法及金属复合长材
本专利技术涉及一种金属材料的制造方法及金属材料，尤其涉及一种金属复合材料的制造方法及金属复合材料。
技术介绍
在能源化工、桥梁、海工、建筑等行业，材料的使用环境比较恶劣，经常接触腐蚀性介质，即便长期暴露在大气环境中也会发生锈蚀，最终影响使用寿命和工程安全。为了达到防腐蚀的目的，线材产品通常的防腐措施是镀锌、镀铬、镀镍等工艺，但产品质量不稳定，防腐时间短，且大多涂镀工艺均对环境造成污染。复合长材通常是将两种或两种以上材质的金属材料通过不同的复合手段制成复合坯，然后通过冷热加工制成复合长材产品。在现有技术中，复合长材生产工艺包括钎焊复合、机械复合、电渣重熔复合、轧制复合等。其中，钎焊复合是采用熔点低于母材的合金作钎料，加热时钎料熔化，并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内，而母材处于固态，依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散复合覆材与基材。机械复合是在一种棒材外表包裹一层其他金属通过机械压合的方式使其贴合，然而其缺点在于结合面为机械结合，结合强度较低，适用于对界面结合要求不高的环境使用。电渣重熔复合是通过电渣重熔将外层材质和内层材质重熔复合成复合坯，再进行热加工生产复合棒线材产品，其结合效果较好，但能耗和成本较高，生产工序复杂。例如：公开号为CN107933013A，公开日为2018年4月20日，名称为“一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋及其制造工艺”的中国专利文献公开了一种不锈钢/碳钢真空复合钢筋及其制造方法。在该专利文献所公开的技术方案中，其通过管棒嵌套或方坯四周贴板抽真空焊接的方式轧制成复合钢筋。公开号为CN106282674A，公开日为2017年1月4日，名称为“一种生产铝合金复合管材、棒材及线材的方法”的中国专利文献公开了一种生产铝合金复合管材、棒材及线材的方法。在该专利文献所公开的技术方案中，其核心工艺在于复合铸造生产复合铸棒或管坯。公开号为CN101219502，公开日为2008年7月16日，名称为“双金属复合棒材生产新工艺”的中国专利文献公开了一种双金属复合棒材生产新工艺。在该专利文献所公开的技术方案中，其通过覆层金属管和基层金属棒的间隙组配+冷拔预贴合+热轧复合的方法完成复合棒材的生产。基于此，由于现有技术中存在制备复合长材的方法存在工艺复杂、污染环境、能耗高、结合效果不良的问题，因而，期望获得一种制造方法，可以克服现有技术的不足，生产获得冶金结合质量高的复合长材产品。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种金属复合长材的制造方法，该制造方法利用液固复合的方式制备冶金界面结合良好的复合坯，提高了复合效果，并最终获得完全冶金结合的金属复合长材。该制造方法简单可靠，所获得的金属复合长材的界面结合质量好，非常适用于规模化生产，并且还可以根据实际需要生产不同性能的金属复合长材。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种金属复合长材的制造方法，其包括步骤：将芯棒放置于锭模内；采用加热器对芯棒进行加热；采用真空冶炼炉冶炼复合金属以得到金属液；将加热器随同锭模放入真空冶炼炉内；在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的表层，以制成复合坯；复合坯随炉冷却或缓慢空冷；对复合坯进行再加热，保温均热后进行轧制或挤压，以得到金属复合长材。在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，在加热过程中，芯棒表面原子活性逐渐增加，与高温的金属液接触后，芯棒温度不断升高，表面发生微熔，从而与液态的复层金属液熔合。同时，高温状态下，芯棒与金属液之间的金属原子发生相互扩散，共同促进界面结合，浇铸后的复合坯缓慢冷却有助于原子扩散更为充分。最后制成的复合坯高温再加热后进行热加工，可以使得复合坯在大塑性变形和热扩散的条件进一步促使界面再次结合，从而最终获得的复合坯的复合界面冶金结合质量高。需要说明的是，在本专利技术所述的技术方案中，最终获得的金属复合长材可以为复合棒材、复合线材或复合管材。此外，锭模的形状可以与芯棒的形状一致，例如可以采用圆形或方形。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的外表层，以制成复合坯，使得芯棒形成为复合坯的基层，金属液形成为复合坯的覆层；或者芯棒为中空的芯棒，在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的内表层，以制成复合坯，使得所述芯棒形成为复合坯的覆层，金属液形成为复合坯的基层。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，采用加热器对芯棒进行加热的加热温度为600-1200℃。在上述方案中，加热器对芯棒进行加热，可以有利于固液结合，从而使得复合界面的冶金结合质量更高，而加热温度可以根据各实施方式的具体情况，基于钢种和芯棒表面状况选择不同的加热温度，例如当芯棒未进行表面预处理时，可以适当提高加热温度，以促进芯棒表面的氧化铁皮与液态金属的熔合。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，浇铸温度为1300-1800℃。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，再加热将复合坯再加热至1000-1280℃。上述方案中，再加热将复合坯再加热至1000-1280℃，可以有利于复合界面发生回复和再结晶，高温下的晶粒长大和元素扩散促进了界面的二次复合，最终生产出结合良好的金属复合长材。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，对芯棒表面进行预处理后再放置于锭模内。上述方案中，预处理包括机械打磨以保证芯棒结合面露出干净金属。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，锭模内的底部设有对中槽，用以将芯棒固定在锭模中心。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材的制造方法中，加热器包括感应加热器和/或电加热器。相应地，本专利技术的另一目的还在于提供一种金属复合长材，该金属复合长材的冶金界面结合效果好。为了达到上述专利技术目的，本专利技术还提出了一种金属复合长材，其采用上述的金属复合长材的制造方法制得。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材中，其为复合棒材、复合线材或复合管材。进一步地，在本专利技术所述的金属复合长材中，其基层和/或覆层的材料选自：碳钢、不锈钢、有色金属。本专利技术所述的金属复合长材的制造方法及金属复合长材相较于现有技术具有如下所述的优点以及有益效果：本专利技术所述的制造方法利用液固复合的方式制备冶金界面结合良好的复合坯，提高了复合效果，并最终获得完全冶金结合的金属复合长材。该制造方法简单可靠，所获得的金属复合长材的界面结合质量好，非常适用于规模化生产，并且还可以根据实际需要生产不同性能的金属复合长材。此外，本专利技术所述的制造方法简单可靠，可以根据需要，生产不同性能的金属复合长材，并且金属复合长材厚度规格均可以根据实际需要进行调整，而金属复合长材的芯层或是覆层的材料可以选择的范围宽泛，包括碳钢、不锈钢、特种合金、有色金属。附图说明图1示意性地显示了本专利技术所述的金属复合长材在一种实施方式中的复合坯组坯结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属复合长材的制造方法，其特征在于，包括步骤：/n将芯棒放置于锭模内；/n采用加热器对芯棒进行加热；/n采用真空冶炼炉冶炼复合金属以得到金属液；将加热器随同锭模放入真空冶炼炉内；在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的表层，以制成复合坯；/n复合坯随炉冷却或缓慢空冷；/n对复合坯进行再加热，保温均热后进行轧制或挤压，以得到金属复合长材。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属复合长材的制造方法，其特征在于，包括步骤：
将芯棒放置于锭模内；
采用加热器对芯棒进行加热；
采用真空冶炼炉冶炼复合金属以得到金属液；将加热器随同锭模放入真空冶炼炉内；在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的表层，以制成复合坯；
复合坯随炉冷却或缓慢空冷；
对复合坯进行再加热，保温均热后进行轧制或挤压，以得到金属复合长材。


2.如权利要求1所述的金属复合长材的制造方法，其特征在于：
在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的外表层，以制成复合坯，使得所述芯棒形成为复合坯的基层，金属液形成为复合坯的覆层；或者
所述芯棒为中空的芯棒，在真空冶炼炉内将金属液浇铸在锭模内、芯棒的内表层，以制成复合坯，使得所述芯棒形成为复合坯的覆层，金属液形成为复合坯的基层。


3.如权利要求1所述的金属复合长材的制造方法，其特征在于，采用加热器对芯棒进行加热的加热温度为600-1200℃。


4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆峰，焦四海，丁建华，郝英敏，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31