一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法技术

本发明专利技术公开一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，包括以下步骤：波纹辊轧制，通过附加脉冲电流辅助轧制钢板，钢板表面形成波纹形貌，后续在波纹面形成局部强作用力；在钢板与钛板复合面使用大脉冲电子束处理；将钢板与钛板初步装配，使复合面处于真空状态，防止氧化；对初步装配成型的钢板与钛板施加压力，同时附加脉冲电流使钢板与钛板机械啮合，形成组坯；对组坯进行加热，并附加脉冲电流使复合板轧制成型；本发明专利技术通过轧制波纹钢板，采用大脉冲电子束处理，使得波纹钢板与钛板先采用机械啮合的方式，再采用加热啮合的方式形成复合板；确保了轧制后界面无氧化物，提高了复合板界面结合强度。高了复合板界面结合强度。高了复合板界面结合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法


[0001]本专利技术属复合板轧制
，尤其涉及一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法。

技术介绍

[0002]现有钛/钢复合板轧制采用对称组坯的方法，组坯后坯料厚度大、对轧机设备的轧制力提出了更高的要求，且在轧制完成后难以将复合板撕分使用。最关键的是现有的轧制技术大多适用于较薄金属板材，对于特厚的复合板尚缺少有效的轧制复合方法。除此之外，钛/钢复合板还面临的问题包括：轧制后结合强度低、界面化合物产生多，严重制约了复合板结合强度的提高；低温面临界面元素扩散不足，无法使界面有效连接。
[0003]因此，亟需设计一种新的工艺形式，通过脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，用于钢板与钛板复合成型，包括以下步骤：
[0007]波纹辊轧制，通过附加脉冲电流辅助轧制钢板，所述钢板表面形成波纹形貌，以便后续在波纹面形成局部强作用力；
[0008]在所述钢板与钛板复合面使用大脉冲电子束处理；
[0009]将所述钢板与钛板初步装配，使所述复合面处于真空状态，防止氧化；
[0010]对初步装配成型的所述钢板与钛板施加压力，同时附加脉冲电流使所述钢板与钛板机械啮合，形成组坯；
[0011]对组坯进行加热，并附加脉冲电流使复合板轧制成型。
[0012]所述对组坯进行加热过程中，加热方式为电磁感应加热。
[0013]所述大脉冲电子束处理具体包括：
[0014]将钢板与钛板放入脉冲电子束发射装置中，并保证复合面表层处于电子束辐照斑点范围。
[0015]所述脉冲电子束发射装置采用加速电压12
‑
16kV、脉冲电流50
‑
300A的脉冲电子束对复合面表层进行辐照轰击，脉冲持续时间1
‑
10μs，脉冲频率0.1
‑
15Hz，脉冲次数为1
‑
80次。
[0016]对初步装配成型的所述钢板与钛板施加压力，同时附加脉冲电流使所述钢板与钛板机械啮合，具体包括：通过调整压力与电流控制所述复合面波纹间隙，使所述波纹面形成局部强作用力在界面形成强连接。
[0017]所述压力为15
‑
20MPa，脉冲电流为100
‑
650A、100
‑
3000Hz、10
‑
60％占空比，并在所述压力下保持1
‑
60min。
[0018]对组坯进行加热过程中，所述钢板的加热温度为68
‑
950℃；所述钛板的加热温度为380
‑
600℃。
[0019]附加脉冲电流使复合板轧制过程中，所述脉冲电流为200
‑
550A、0
‑
1500Hz、10
‑
50％占空比的方波脉冲电流。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：本专利技术通过轧制波纹钢板，采用大脉冲电子束处理，使得波纹钢板与钛板先采用机械啮合的方式，再采用加热啮合的方式形成复合板；确保了轧制后界面无氧化物，提高了复合板界面结合强度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0022]图1为本专利技术脉冲电流辅助轧制钢板示意图；
[0023]图2为本专利技术大脉冲电子束处理示意图；
[0024]图3为本专利技术初步装配示意图；
[0025]图4为本专利技术组坯成型示意图；
[0026]图5为本专利技术组坯成型后布置示意图；
[0027]图6为本专利技术加热组坯示意图；
[0028]图7为本专利技术复合板轧制示意图；
[0029]图8为本专利技术波纹界面不同位置受力示意图；
[0030]其中，1—脉冲电源；2—波纹轧辊；3—电刷正极；4—平轧辊；5—电刷负极；6—钛板；7—钢板；8—抽真空管；9—第一引板；10—第二引板；11—第一电磁感应线圈；12—第二电磁感应线圈。
具体实施方式
[0031]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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0033]一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，用于钢板与钛板复合成型，包括以下步骤：
[0034]波纹辊轧制，通过附加脉冲电流辅助轧制钢板，所述钢板表面形成波纹形貌，以便后续在波纹面形成局部强作用力；
[0035]在所述钢板与钛板复合面使用大脉冲电子束处理；
[0036]将所述钢板与钛板初步装配，使所述复合面处于真空状态，防止氧化；
[0037]对初步装配成型的所述钢板与钛板施加压力，同时附加脉冲电流使所述钢板与钛板机械啮合，形成组坯；
[0038]对组坯进行加热，并附加脉冲电流使复合板轧制成型。
[0039]所述对组坯进行加热过程中，加热方式为电磁感应加热。
[0040]所述大脉冲电子束处理具体包括：
[0041]将钢板与钛板放入脉冲电子束发射装置中，并保证复合面表层处于电子束辐照斑点范围。
[0042]所述脉冲电子束发射装置采用加速电压12
‑
16kV、脉冲电流50
‑
300A的脉冲电子束对复合面表层进行辐照轰击，脉冲持续时间1
‑
10μs，脉冲频率0.1
‑
15Hz，脉冲次数为1
‑
80次。
[0043]对初步装配成型的所述钢板与钛板施加压力，同时附加脉冲电流使所述钢板与钛板机械啮合，具体包括：通过调整压力与电流控制所述复合面波纹间隙，使所述波纹面形成局部强作用力在界面形成强连接。
[0044]所述压力为15
‑
20MPa，脉冲电流为100
‑
650A、100
‑
3000Hz、10
‑
60％占空比，并在所述压力下保持1
‑
60min。
[0045]对组坯进行加热过程中，所述钢板的加热温度为680
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，用于钢板与钛板复合成型，其特征在于，包括以下步骤：波纹辊轧制，通过附加脉冲电流辅助轧制钢板，所述钢板表面形成波纹形貌，后续在波纹面形成局部强作用力；在所述钢板与钛板复合面使用大脉冲电子束处理；将所述钢板与钛板初步装配，使所述复合面处于真空状态，防止氧化；对初步装配成型的所述钢板与钛板施加压力，同时附加脉冲电流使所述钢板与钛板机械啮合，形成组坯；对组坯进行加热，并附加脉冲电流使复合板轧制成型。2.根据权利要求1所述的一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，其特征在于：所述对组坯进行加热过程中，加热方式为电磁感应加热。3.根据权利要求1所述的一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，其特征在于：所述大脉冲电子束处理具体包括：将钢板与钛板放入脉冲电子束发射装置中，并保证复合面表层处于电子束辐照斑点范围。4.根据权利要求3所述的一种脉冲电流辅助轧制特厚钛钢双层复合板的方法，其特征在于：所述脉冲电子束发射装置采用加速电压12
‑
16kV、脉冲电流50
‑
300A的脉冲电子束对复合面表层进行辐照轰击，脉冲持续时间1
‑
10μs，脉冲频率0.1
‑
15Hz，脉冲次数为1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任忠凯，张奇，陈鹏，刘晓，韩建超，王涛，
申请(专利权)人：海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院，
类型：发明
国别省市：