本发明专利技术公开了一种正交异性结构超强高韧性三明治板及其制备工艺，其特征在于：由上面板、下面板和波纹芯板胶结而成，上面板和下面板为不锈钢板，波纹芯板为辊压成形或模压成形的、具有多强度级别的、经加热至完全奥氏体化并淬火至马氏体相变的高强度热成形钢板，波纹芯板的抗拉强度为1300MPa-1600MPa；波纹芯板的高度为32mm-100mm，波纹芯板的厚度为1.0mm-4.5mm，波纹芯板的波距为49mm-156mm，上面板的厚度为2.0mm-10mm，下面板的厚度为1.0mm-10mm；三明治板的高度为35mm-120mm，三明治板的宽度为200mm-3000mm，三明治板的长度为1000mm-10000mm。本发明专利技术具有成本低，板材防腐耐久性强，粘接强度、韧性高等优点，在轻量化、力学性能以及成本等方面都具有较大优势。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种正交异性结构超强高韧性三明治板及其制备工艺，其特征在于：由上面板、下面板和波纹芯板胶结而成，上面板和下面板为不锈钢板，波纹芯板为辊压成形或模压成形的、具有多强度级别的、经加热至完全奥氏体化并淬火至马氏体相变的高强度热成形钢板，波纹芯板的抗拉强度为1300MPa-1600MPa；波纹芯板的高度为32mm-100mm，波纹芯板的厚度为1.0mm-4.5mm，波纹芯板的波距为49mm-156mm，上面板的厚度为2.0mm-10mm，下面板的厚度为1.0mm-10mm；三明治板的高度为35mm-120mm，三明治板的宽度为200mm-3000mm，三明治板的长度为1000mm-10000mm。本专利技术具有成本低，板材防腐耐久性强，粘接强度、韧性高等优点，在轻量化、力学性能以及成本等方面都具有较大优势。【专利说明】一种正交异性结构超强高韧性三明治板及其制备工艺
本专利技术主要应用于船舶船体及客舱制造中用于甲板和舱壁代替中厚板结构制造领域，也适用于高速列车、轨道交通车厢地板结构和外壳制造过程，具体地说是一种正交异性结构超强高韧性三明治板及其制备工艺。
技术介绍
中厚板、厚板是国内造船行业用于甲板、墙和舱壁的主要建筑板材，厚度范围8-50_，主要用于确保船舶船体及客舱结构的局部强度、刚度要求，由于其材料密度大(钢的密度7.8g/cm3),厚度大且为实芯结构，导致其面密度大，大量应用影响船舶载重和动力性能。国外部分造船厂采用激光焊接的夹芯结构三明治板代替中厚板，面密度很小，达到轻量化目的的同时保证足够的强度要求，其工艺主要是大功率激光焊接设备将芯板和上、下面板用激光焊接的方式连接起来，一般用于豪华游艇的甲板、舱壁，制作成本较高，焊接性能有限，限制了激光焊接三明治板的广泛发展。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种正交异性结构超强高韧性三明治板及其制备工艺。本专利技术主要采用涂胶粘接方式实现三明治结构板制备方法，可满足船舶设计使用强度力学性能要求同时实现轻量化。本专利技术采用的技术手段如下:一种正交异性结构超强高韧性三明治板，其特征在于:由上面板、下面板和波纹芯板胶结而成，所述上面板和下面板为不锈钢板，所述波纹芯板为辊压成形或模压成形的、具有多强度级别的、经加热至完全奥氏体化并淬火至马氏体相变的高强度热成形钢板，所述波纹芯板的抗拉强度为1300MPa-1600MPa ;所述波纹芯板的高度为32mm-100mm，所述波纹芯板的厚度为1.0mm-4.5mm,所述波纹芯板的波距为49mm-156mm,所述上面板的厚度为2.0mm-1Omm,所述下面板的厚度为1.0mm-1Omm ;所述三明治板的高度为35mm-120mm,所述三明治板的宽度为200mm-3000mm，所述三明治板的长度为1000mm-10000mm。作为优选，所述波纹芯板的高度为36mm-60mm,所述波纹芯板的厚度为1.6mm-3.0mm,所述波纹芯板的波距为90mm-130mm ;所述上面板的厚度为2.5mm-6.0mm,所述下面板的厚度为2.0mm-5.0mm ;所述三明治板的高度为40mm-72mm,所述三明治板的宽度为 500mm-3000mm。作为优选，所述波纹芯板采用全覆式涂胶工艺。本专利技术还公开了一种正交异性结构超强高韧性三明治板的制备工艺，其特征在于包括如下步骤:①波纹芯板辊压成形:对开卷后的板料进行校正处理，应用具有回弹补偿的辊压设备对板料进行辊压成形，然后根据工艺获得适宜尺寸对板料切料；棍压成形主要针对一定厚度的从1.0mm到4.5mm的钢板,能够棍压高强度钢板(一般达到DP700钢材)，辊压设备的要求以及成形后板料的精度要求都较高，辊子的寿命满足要求实际生产需求且可根据板材厚度进行更换，设备具有进行回弹补偿的装置以对成形精度进行控制。以对DP700高强度钢2.5mm厚度的板料进行辊压成形为例，平面度精度控制在±lmm内，寿命为能够辊压350-1400km长度产品总量。②热成形:将切好的波纹芯板在加热炉中加热至完全奥氏体化后，送至波纹形模具内进行模压淬火至马氏体化，通过对加热好的板料进行保压淬火至马氏体化，从而得到超高强度的波纹板(抗拉强度达1500MPa)，这一步至关重要，参考钢板热成形工艺，该工艺过程，不仅进一步提高了波纹板的成形精度，而且大幅度提高了材料的力学性能。将波纹芯板送入中低温炉中回火处理，释放并消除残余应力，提高产品服役性能以及耐久性，改善蠕变以及喷丸工艺带来的回弹影响；对波纹芯板进行喷丸处理，使其表面光洁，进一步释放并消除残余应力。③粘接组合成形:对波纹芯板和剪裁好的上面板和下面板进行清洗去油污等杂质处理，送入炉中快速烘干，金属表面质量很大程度影响粘接性能及稳定性。采用全覆式涂胶工艺对波纹芯板与上面板和下面板进行保压粘接，根据胶的特性，固化后成形。其中，胶粘工艺是整个三明治板的核心环节，所述全覆式涂胶工艺是对波纹芯板上、下表面的所有部分进行全覆式涂胶，且为均匀快速涂胶。使用的胶为结构韧性胶，结构韧性胶必须满足 下述特性:高韧性、高粘接强度；抗老化、耐化学腐蚀和耐水性能优；可操作时间长；优异的触变性，立面、仰面施工不流淌。满足上述条件的结构韧性胶可选用:YZJ-3灌注型粘钢结构胶、YJS-503环氧灌注粘钢胶、美以达M200粘钢胶，均满足国标GB50367-2006A级胶技术要求。作为优选， 所述加热炉为电感式加热炉，可进行连续高频节能的感应加热，使波纹芯板从常温到900°C以上只需要十几分钟，大大节约时间，提高效率。目前满足条件的电感式加热炉可选用:神光KGPS-GW-1.5-1200/0.75等。作为优选，所述波纹形模具为设有水冷管道的水冷模具，该模具的型面为最终波纹芯板产品的形状。作为优选，当需要所述波纹芯板的力学性能级别低时，即所述波纹芯板的屈服强度小于700MPa、抗拉强度小于900MPa时，经步骤①后可跳过步骤②，直接进行步骤③。作为优选，当需要所述波纹芯板的长度≤3000mm时，步骤①中跳过辊压成形工艺，对校正后的板料进行剪裁后直接进行步骤②。较现有技术相比，本专利技术提供的制备工艺首先通过连续辊压的工艺制备方法来生产波纹芯板，再对波纹芯板进行加热到完全奥氏体化然后再通过布置有冷却水道的模具进行淬火保压得到超高强度波纹芯板；然后通过结构韧性胶粘工艺实现钢制金属波纹芯板和钢制金属上下面板的粘接成为三明治板。从而获得具有极高的比刚度、比强度正交异性结构超强高韧性三明治板，该板材的力学及服役性能更远胜于普通的中厚板、厚板(船用中厚板、厚板一般为8mm-50mm，一般强度船体结构用钢分为A、B、D、E4个等级，这4个等级的钢材的屈服强度(不小于235N/mm2)和抗拉强度(400~520N/mm2)—样，只是不同温度下的冲击功不一样)，其中就比刚度一项，本专利技术制备工艺生产出的波纹夹芯结构高出中厚板10-30倍；因此轻量化前景优势明显，可减重20%-55% ;本专利技术提供的制备工艺使得该新型结构板材成本更低，成本降低12%_35%，防腐耐久性强，粘接强度、韧性高；综上，运用本专利技术的制备工艺制造出来的该正交异性结构超强高韧性三明治板在轻量化、力学性能以及成本等方面都具有较大优势。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种正交异性结构超强高韧性三明治板，其特征在于：由上面板、下面板和波纹芯板胶结而成，所述上面板和下面板为不锈钢板，所述波纹芯板为辊压成形或模压成形的、具有多强度级别的、经加热至完全奥氏体化并淬火至马氏体相变的高强度热成形钢板，所述波纹芯板的抗拉强度为1300MPa?1600MPa；所述波纹芯板的高度为32mm?100mm，所述波纹芯板的厚度为1.0mm?4.5mm，所述波纹芯板的波距为49mm?156mm，所述上面板的厚度为2.0mm?10mm，所述下面板的厚度为1.0mm?10mm；所述三明治板的高度为35mm?120mm，所述三明治板的宽度为200mm?3000mm，所述三明治板的长度为1000mm?10000mm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡平，盈亮，于野，戴明华，贺斌，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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