[发明专利]一种复合钢的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合钢的制造方法，属于金属材料制造领域。

背景技术

复合钢由于具有良好的：耐磨性能、拉延性能、硬度、韧性等优点，被应用到工业和民用的各个领域，如：建筑、化工机械、贮运、电力等，目前国内制造复合钢大致分为：传统的锻打方法，爆炸成型法和浇铸复合法。传统的锻打方法是把两种钢材加热到一定温度，用压力锤进行锻打，使之合而为一，然后进行轧制的方法。这种方法因为两种钢材的温度和压力锤的锻打时间和次数不好掌握，所以两种钢材夹气，夹灰多，而且轧制时需要二次加热，容易使钢材脱碳，造成所需钢材含碳量下降，再加工性能差，这种方法生产的复合钢无论是合格率还是在加工性能都很差。爆炸成型法为固相复合法，其特点适合于两种金属的大面积复合及熔点相差悬殊的金属焊合。但不足的是：采用爆炸成型法，因炸药爆炸时的冲击力是不易控制的，因此造成金属复合界面有夹气，夹灰现象，致使产品质量不稳定，生产成本高。同时采用爆炸成型法还存在炸药存放和爆破地点的选择，噪音处理，安全保障以及污染严重等一系列问题。

浇铸复合法是液固相复合，是将所需钢材置于钢模中，将熔融的基体钢水注入钢模内与所需钢材复合，再以热轧制成复合钢。但因复合金属与基体钢的熔点不同，一方面在浇铸时易使两种金属的结合部位产生熔损，复合界面易发生氧化现象，另一方面，两种金属在高温下熔融复合的同时，造成高碳钢中的碳原子剧烈地向低碳钢方扩散，造成所需钢材含碳下降，其次液固相复合在复合界面也同样存在夹气，夹灰以及再次加工性差，材料组合尺寸和钢比精确度不高，均一性差等一系列问题。因此难以生产出优质的复合钢，再则采用液固相复合的制造工艺相对复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合钢的制造方法，该复合钢经高温热轧后，能使金属界面粘合牢固、稳定，其材料断面组合尺寸和其他方法制成的复合钢相比，精确度高，成品率高，不降低所需钢材的机械性能。

为实现本发明的目的，本发明提供一种复合钢的制造方法，其包括以下步骤：

1)将钢板和基体钢进行校平，对所需钢板和基体钢的结合面进行去氧化层，除污处理，使结合面光洁，平整；

2)将钢板和基体钢叠放，所需钢板和基体钢的结合面的接触面积必须达到100％，使结合面之间无空气；然后对结合面的四周接缝总长度的90％-100％进行焊合固定，制成坯料；

3)将上述的坯料在炉内加热至950-1000℃，保持20-30分钟，再进入热轧机进行轧制后，按常规方法去应力退火处理，制成本发明的复合钢。

优选地，对结合面四周的接缝长度进行100％全封闭焊合固定。

优选地，所述复合钢是一层钢板一层基体钢、或两层基体钢中间夹一层钢板、或两层钢板中间夹一层基体钢。

更优选地，在所需钢板和基体钢的结合面中间还可以覆有一层面积同等大小的镍箔或铜箔。

所述的钢板包括：碳钢、合金钢。

所述的基体钢为熟铁。

本发明首先将所需钢材与基体钢进行校平并打磨，使之光洁，平整，两种金属叠放后，无空气进入，再在接触面四周接缝进行焊合固定，实现了复合过程中无氧化制造，通过控制坯料的加热温度以及加热时间，使两种或多种金属内的原子被活化并相互进行扩散，在热轧机外力的高压下，从而在极短的时间内完成金属间的结合，实现了两种金属的固相复合。

本发明一种复合钢的制造方法即(固相复合法)，由于相对于浇铸复合法能避免高温对两种金属的结合面产生的熔损以及高碳钢中的碳原子剧烈地向低碳钢方扩散，在保持高碳钢的机械性能的同时，由于两种金属的复合界面无氧化气，且复合界面无夹气，夹灰现象，而形成牢固连接界面，使结合界面稳定，并且有良好的再加工性能。

本发明采用固相复合法，复合钢的组合尺寸以及钢比设计简单，精确，用料范围广，制造工艺简单，易于工业化生产，成品率高，由于实现了复合过程中无氧化制造，能使复合钢的成品率达到100％，本发明的坯料可以长时间放置，而不影响复合钢的性质。本发明既保证了复合钢的极高复合强度，又保持了两种金属的原有的机械性能，真正实现了生产优质复合钢的最佳技术。

具体实施方式

实施例1

1)将符合国家标准或使用技术要求的碳钢板和熟铁板进行校平，所碳钢板及熟铁板的厚薄比例根据最终成品和轧制要求进行匹配，用打磨机对所需碳钢板和熟铁板的结合面进行去氧化层，除污处理，使结合面光洁，平整；

2)将一层碳钢板和一层熟铁板叠放，碳钢板和熟铁板的结合面的接触面积必须达到100％，使结合面之间无空气；然后对结合面的四周接缝长度的95％进行焊合固定，制成坯料；