板形优异的不锈钢复合板及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种板形优异的不锈钢复合板及其制备方法。所述方法包括复合坯制备、复合坯轧制和复合板分离矫直三个总步骤。在复合坯制备步骤中，通过无缝钢管对复合坯进行三抽真空两破空，最后使得真空度≤10

【技术实现步骤摘要】
板形优异的不锈钢复合板及其制备方法


[0001]本专利技术属于钢铁材料制备
，涉及一种板形优异的不锈钢复合板及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学和工业的不断发展，普通的合金或是单一的某种金属已经很难满足工业发展对材料综合性能的要求，复合板就应运而生。不锈钢复合板是以不锈钢为复层，以碳钢或低合金钢为基层，通过特定的工艺方法结合为一体的复合材料，兼具复层的耐腐蚀性，又具有基层良好的力学性能。减少了贵重金属的消耗以及大幅度降低工程造价，可达到在不降低使用效果（机械强度、耐蚀性能等）的前提下节约资源、降低成本，实现低成本和高性能的完美结合，具有良好的经济效益和社会效益，被广泛应用于石油化工、压力容器、医药设备、造纸、水利、桥梁等行业。
[0003]公开号为CN110064835A的中国专利申请，披露了一种TMCP型桥梁钢不锈钢复合板爆炸焊接制造方法。在该专利申请中，不锈钢和桥梁钢之间采用爆炸的方式进行复合，爆炸复合对环境造成振动、噪声和烟尘污染，且制得的不锈钢复合板的板形差、界面结合质量差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种不锈钢复合板及其制备方法，该不锈钢复合板具有优异的板形和界面结合质量。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术一实施方式提供了一种板形优异的不锈钢复合板的制备方法，其包括以下步骤：1）复合坯制备准备厚度T1、长度L1、宽度W1的两块碳钢钢坯，作为基材；以及准备厚度T2、长度L2＜L1、宽度W2＜W1的两块不锈钢钢坯，作为复材；将两块基材和两块复材的各自的至少一个表面进行表面处理；在一块复材的一个表面上涂刷隔离剂；按照基材、复材、复材、基材的叠放顺序进行组坯；其中，复材相对于基材居中放置，基材和复材彼此相接触的表面均为经过所述表面处理的表面，所述的涂刷隔离剂的表面朝向另一块复材；准备宽度W3=2T2
‑
1~2mm的四根封条，将所述封条贴靠于两块复材的四侧边，相邻封条之间、封条和基材之间均进行气保焊，使得两块基材和封条形成一个整体，得到复合坯基坯；在所述复合坯基坯的侧边的凹槽处的封条上加工出一个圆孔，在圆孔处焊接无缝钢管；对所述复合坯基坯四侧边的凹槽，进行堆焊；
通过该无缝钢管对复合坯进行三抽真空两破空，最后使得真空度≤10
‑2Pa；而后对无缝钢管进行封口处理，得到复合坯；2）复合坯轧制对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制；在轧制结束后进行冷却，复合板大板进入超快速冷却系统进行间断式冷却：所述超快速冷却系统具有沿辊道间隔1m布置的24组冷却集管，每组冷却集管的冷却距离为1m，在复合板大板通过超快速冷却系统时，按照每开启N组冷却集管、而后不开启M组冷却集管的方式来控制全部24组冷却集管的开闭状态，冷却水压为0.15~0.30MPa，冷却速度为3~15℃/s，终冷温度为380~590℃；其中N取值2、3或4，M取值2、3或4；在复合板大板离开超快速冷却系统之后，直接进入矫直机进行矫直，将矫直后的复合板大板放置于温度为T
f
‑
150℃~T
f
+150℃的两块钢板之间进行堆冷，堆冷时间为0.4min/mm
×
t0
±
5min，t0为复合板大板的厚度；堆冷结束后，将复合板大板上冷床自然冷却；其中，T
f
=550+30Si
‑
20Mn+15Cr
‑
15Ni+10Mo，该公式中的元素符号表示基材中各元素的质量百分比的100倍；3）复合板分离矫直将复合板大板的边沿进行切割以去除封条之外的部分，复合板大板分离成上下两张复合板小板；将定尺后的复合板小板的复层朝上置于压平机上进行压平，其中：当横向压平时，控制压平机的压平力F1=ν
×
a
×
b
×
c
横
×
σ
横
/（d
×
（ν
‑
c
横
/a））；当纵向压平时，控制压平机的压平力F2=a
×
b
×
c
纵
×
σ
纵
/（d+c
纵
）；其中，a为复合板小板的宽度，b为复合板小板的厚度，c
横
为复合板小板在横向上的每米不平度，单位为mm，c
纵
为复合板小板在纵向上的每米不平度，单位为mm，d为压平机的工作距离，σ
横
为复合板小板在横向上的拉伸屈服强度，σ
纵
为复合板小板在纵向上的拉伸屈服强度，ν为泊松比；最后，对复合板小板进行冷矫直，得到单面不锈钢复合板成品。
[0006]优选地，步骤“通过该无缝钢管对复合坯进行三抽真空两破空，最后使得真空度≤10
‑2Pa”具体为：先将无缝钢管接通真空泵，对复合坯进行抽真空，真空度≤10
‑2Pa，之后保压4h以上；接下来将无缝钢管接通氮气装置，对复合坯进行破空，并充入氮气；之后，将无缝钢管重新接通真空泵，对复合坯进行抽真空，真空度≤10
‑1Pa，不保压；接下来再将无缝钢管接通氮气装置，对复合坯进行破空，并充入氮气；最后，将无缝钢管第三次接通真空泵，对复合坯进行抽真空，真空度≤10
‑2Pa。
[0007]优选地，步骤“对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制”具体为：对所得复合坯进行加热，均热温度为1150~1220℃，加热总时间≥1.2
×
t min/mm，t为复合坯厚度，均热段保温时间为30min~50min；采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制，在粗轧阶段，开轧温度≤1050℃，终轧温度≥980℃，先横向轧制再纵向轧制，纵向轧制时至少有一道次压下量≥35mm，粗轧总压下量为40~60%，轧至中间坯厚度为复合板大板的目标厚度的2.5~3.5倍时结束粗轧阶段；之后待温，期间进行浇水冷却，当中间坯的表面温度降低至860℃以下时，开始精轧阶段；精轧阶段
的终轧温度≥780℃，精轧总压下量为55~75%，得到复合板大板。
[0008]优选地，步骤“对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制”具体为：对所得复合坯采用预热、一加热、二加热、三加热和均热的五段式加热，预热温度≤850℃，停留时间为(0.45~0.55)t min/mm，一加热温度1030~1090℃，停留时间为(0.35~0.45)t min/mm，二加热温度1100~1160℃，停留时间为(0.25~0.35)t min/mm，三加热温度1140~1180℃，停留时间为(0.15~0.25)t min/mm，均热温度1170~1210℃，停留时间为(0.10~0.20)t min/mm，t为复合坯厚度；采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制，第1道次采用纵向轧制，轧制压下量≥46mm；第2道次开始采用横向轧制，直至到第n道次将复合坯料轧制到最终复合板大板的目标宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种板形优异的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）复合坯制备准备厚度T1、长度L1、宽度W1的两块碳钢钢坯，作为基材；以及准备厚度T2、长度L2＜L1、宽度W2＜W1的两块不锈钢钢坯，作为复材；将两块基材和两块复材的各自的至少一个表面进行表面处理；在一块复材的一个表面上涂刷隔离剂；按照基材、复材、复材、基材的叠放顺序进行组坯；其中，复材相对于基材居中放置，基材和复材彼此相接触的表面均为经过所述表面处理的表面，所述的涂刷隔离剂的表面朝向另一块复材；准备宽度W3=2T2
‑
1~2mm的四根封条，将所述封条贴靠于两块复材的四侧边，相邻封条之间、封条和基材之间均进行气保焊，使得两块基材和封条形成一个整体，得到复合坯基坯；在所述复合坯基坯的侧边的凹槽处的封条上加工出一个圆孔，在圆孔处焊接无缝钢管；对所述复合坯基坯四侧边的凹槽，进行堆焊；通过该无缝钢管对复合坯进行三抽真空两破空，最后使得真空度≤10
‑2Pa；而后对无缝钢管进行封口处理，得到复合坯；2）复合坯轧制对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制；在轧制结束后进行冷却，复合板大板进入超快速冷却系统进行间断式冷却：所述超快速冷却系统具有沿辊道间隔1m布置的24组冷却集管，每组冷却集管的冷却距离为1m，在复合板大板通过超快速冷却系统时，按照每开启N组冷却集管、而后不开启M组冷却集管的方式来控制全部24组冷却集管的开闭状态，冷却水压为0.15~0.30MPa，冷却速度为3~15℃/s，终冷温度为380~590℃；其中N取值2、3或4，M取值2、3或4；在复合板大板离开超快速冷却系统之后，直接进入矫直机进行矫直，将矫直后的复合板大板放置于温度为T
f
‑
150℃~T
f
+150℃的两块钢板之间进行堆冷，堆冷时间为0.4min/mm
×
t0
±
5min，t0为复合板大板的厚度；堆冷结束后，将复合板大板上冷床自然冷却；其中，T
f
=550+30Si
‑
20Mn+15Cr
‑
15Ni+10Mo，该公式中的元素符号表示基材中各元素的质量百分比的100倍；3）复合板分离矫直将复合板大板的边沿进行切割以去除封条之外的部分，复合板大板分离成上下两张复合板小板；将定尺后的复合板小板的复层朝上置于压平机上进行压平，其中：当横向压平时，控制压平机的压平力F1=ν
×
a
×
b
×
c
横
×
σ
横
/（d
×
（ν
‑
c
横
/a））；当纵向压平时，控制压平机的压平力F2= a
×
b
×
c
纵
×
σ
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/（d+c
纵
）；其中，a为复合板小板的宽度，b为复合板小板的厚度，c
横
为复合板小板在横向上的每米不平度，单位为mm，c
纵
为复合板小板在纵向上的每米不平度，单位为mm，d为压平机的工作距离，σ
横
为复合板小板在横向上的拉伸屈服强度，σ
纵
为复合板小板在纵向上的拉伸屈服强度，ν为泊松比；最后，对复合板小板进行冷矫直，得到单面不锈钢复合板成品。
2.根据权利要求1所述的板形优异的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤“通过该无缝钢管对复合坯进行三抽真空两破空，最后使得真空度≤10
‑2Pa”具体为：先将无缝钢管接通真空泵，对复合坯进行抽真空，真空度≤10
‑2Pa，之后保压4h以上；接下来将无缝钢管接通氮气装置，对复合坯进行破空，并充入氮气；之后，将无缝钢管重新接通真空泵，对复合坯进行抽真空，真空度≤10
‑1Pa，不保压；接下来再将无缝钢管接通氮气装置，对复合坯进行破空，并充入氮气；最后，将无缝钢管第三次接通真空泵，对复合坯进行抽真空，真空度≤10
‑2Pa。3.根据权利要求1所述的板形优异的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤“对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制”具体为：对所得复合坯进行加热，均热温度为1150~1220℃，加热总时间≥1.2
×
t min/mm，t为复合坯厚度，均热段保温时间为30min~50min；采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制，在粗轧阶段，开轧温度≤1050℃，终轧温度≥980℃，先横向轧制再纵向轧制，纵向轧制时至少有一道次压下量≥35mm，粗轧总压下量为40~60%，轧至中间坯厚度为复合板大板的目标厚度的2.5~3.5倍时结束粗轧阶段；之后待温，期间进行浇水冷却，当中间坯的表面温度降低至860℃以下时，开始精轧阶段；精轧阶段的终轧温度≥780℃，精轧总压下量为55~75%，得到复合板大板。4.根据权利要求1所述的板形优异的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤“对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制”具体为：对所得复合坯采用预热、一加热、二加热、三加热和均热的五段式加热，预热温度≤850℃，停留时间为(0.45~0.55)t min/mm，一加热温度1030~1090℃，停留时间为(0.35~0.45)t min/mm，二加热温度1100~1160℃，停留时间为(0.25~0.35)t min/mm，三加热温度1140~1180℃，停留时间为(0.15~0.25)t min/mm，均热温度1170~1210℃，停留时间为(0.10~0.20)t min/mm，t为复合坯厚度；采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制，第1道次采用纵向轧制，轧制压下量≥46mm；第2道次开始采用横向轧制，直至到第n道次将复合坯料轧制到最终复合板大板的目标宽度，第2道次轧制压下量≥25mm；第n+1道次开始采用纵向轧制，第n+1道次轧制压下量≥30mm；整个粗轧阶段，第1道次的轧制温度≥1060℃，剩余道次的开轧温度≤1050℃，终轧温度≥1000℃；轧至中间坯厚度为复合板大板的目标厚度的2.5~3.5倍时结束粗轧阶段，进行待温，期间进行浇水冷却，当中间坯的表面温度降低至840℃以下时，开始精轧阶段，精轧阶段的开轧温度810℃~840℃、终轧温度780℃~810℃。5.根据权利要求1所述的板形优异的不锈钢复合板的制备方法，其特征在于，步骤“对所得复合坯进行加热，之后采用粗轧+精轧的两阶段控制轧制”具体为：对所得复合坯采用预热、一加热、二加热和均热的四段式加热，预热温度950~1000℃，停留时间为0.3t min/mm，一加热温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：镇凡，曲锦波，邵春娟，陆春洁，郑传波，李小兵，
申请(专利权)人：张家港宏昌钢板有限公司江苏沙钢集团有限公司江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：