[发明专利]不锈钢包覆碳钢的复合钢板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢包覆碳钢的复合钢板的制造方法，特别涉及采用冷气动力喷涂和热轧处理的不锈钢包覆碳钢的复合钢板的制造方法。

背景技术

目前不锈钢行业发展迅速，在过去的3年里年增长率高达30.7％。不锈钢产量的快速增长必然会加剧我国缺镍少铬且不锈钢废钢匮乏等原材料资源供应的紧张状况。不锈钢作为一种功能材料，其防腐蚀性主要决定于钢板的表面，钢板内部的主要作用与碳钢相同，起强度支撑作用。在通常情况下，不锈钢板的强度低于碳钢板的强度。进行不锈钢包覆碳钢制备复合钢板，可以发挥不锈钢和碳钢的双重优势，得到耐腐和强度均优异的钢板。

目前不锈钢和碳钢复合钢板的制备采用复合轧制的方法，在1200℃将碳钢板和不锈钢板进行复合轧制，得到复合钢板。但是这种工艺要求特殊的设备，生产流程长，并且能耗大、生产成本高。另一种方法为复合浇铸工艺，是在连铸浇铸的过程中，采用特殊的方法，在铸坯的中心浇铸碳钢，铸坯的表面浇铸不锈钢，形成不锈钢和碳钢复合结构的方法。但是这种工艺设备复杂，工艺难度大，生产成本高效率低。

还有一种得到不锈钢和碳钢复合结构的方法为爆炸喷涂，这种工艺是在碳钢结构件成形之后，在结构件的内部或外部采用爆炸喷涂工艺，将不锈钢喷涂层在碳钢结构件的表面，形成耐腐涂层。但这种工艺不适合复杂的结构件，也不适合小尺寸的结构件，并且难以满足高精度尺寸要求。还不适合于大平板钢板的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效、短流程、适应面广的不锈钢包覆碳钢的复合钢板的制造方法，这种复合结构钢板的特点是，复合钢板中心成分为碳钢，表面为不锈钢，表面层与中心层结合牢固。

为了达到以上的目的，本发明的方法通过如下步骤实现：在碳钢铸坯热轧过程中，采用冷气动力喷涂技术在高温碳钢板表面喷涂不锈钢涂层，然后经连续热轧得到不锈钢包覆碳钢的复合结构钢板。

优选的，所述冷气动力喷涂的步骤选择在初轧可逆轧机轧制和除鳞之后，进入精轧连轧机之前进行。

较佳的，所述冷气动力喷涂的步骤使用不锈钢粉末，粉末的颗粒粒径为1μm～400μm；采用高压压缩气体为工作气体，工作气体压力范围为：1.0MPa～4.5MPa；工作气体温度范围为：室温～650℃；冷气动力喷涂所用工作气体为氦气、氮气、氢气、氩气、空气中一种或几种气体的混合气体。

另外，在所述喷涂的步骤中，喷涂可以进行一层或多层，各层的不锈钢成分可以相同或不同，不锈钢中可含有陶瓷。

根据本发明的另一个方面，所述连续热轧的步骤可由连续冷轧所替代。

还有，可以在碳钢基板与不锈钢涂层之间喷涂一层过渡金属。

根据本发明的方法还可以通过如下步骤实现：在碳钢热轧板经酸洗之后，采用冷气动力喷涂技术在碳钢板表面喷涂一层不锈钢涂层，然后经连续冷轧得到不锈钢包覆碳钢的复合结构钢板。

本发明方法的要点如下：

1)选择1000℃左右的工艺段，在初轧可逆轧机轧制之后，也在精轧除鳞之后，进入精轧连轧机之前。由于铸坯从加热炉出来的温度约为1180-1200℃左右，经初轧后温度降为1000-1050℃，板坯表面氧化速度不高，钢坯塑性变形性好，非常适合进行冷气动力喷涂制备涂层。碳钢热轧板经除鳞之后具有清洁表面，冷气动力喷涂结合力高，可制备冷喷涂涂层。

在精轧除鳞之后，进入精轧连轧机之前，一般的具有0.5m-1.0m的一个空间。此空间对于冷气动力喷涂已经足够，因此不必对现有轧机机组进行结构改造。

本发明方法所用的不锈钢成分，可以为任何一种不锈钢，也可以是多种不锈钢的混合或梯度成分。

2)采用冷气动力喷涂技术制备不锈钢涂层。

冷气动力喷涂使用不锈钢粉末，其颗粒粒径为1μm～400μm。最佳颗粒粒径为10μm～50μm。金属或合金粉末的颗粒为单一金属或合金熔融制备的颗粒。

冷气动力喷涂采用高压压缩气体为工作气体，工作气体压力范围为：1.0MPa～4.5MPa；工作气体温度范围为：室温～650℃。冷气动力喷涂所用工作气体为氦气、氮气、氢气、氩气中一种或几种气体的混合气体；最佳气体为含有少量氢气的混合气体。