[发明专利]一种钛钢复合板材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛钢复合板材；另外，本发明还涉及一种钛钢复合板材的制造方法。

背景技术

随着现代工业和科学技术的发展，单一的金属或合金已很难完全满足现代化生产对材料综合性能的需要，因而异种金属以层状结合而生产的金属复合板，受到多个行业的重视和使用。金属复合板是利用复合技术使两种或两种以上的物理、化学、力学性能不同的金属板材在界面上实现牢固冶金结合而制备的一种层状金属材料。覆层通常选用不锈钢、镍、钛、锆、铜、铝等材料，基层选用低碳钢、结构钢、低合金钢、容器钢、或碳钢及不锈钢锻件等材料。两种板材界面达到冶金结合，具有一定的连接强度，成品复合板通过热处理后保持了一定的工艺性能，能满足后续冷热加工需要。金属复合板具有优异的耐蚀等性能，但价格低廉，优越的性价比使其广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制盐、制碱、航空、航天、机械制造、建筑等各个行业。

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用于航天、航海、化工等领域，但缺点是成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。钛钢复合板自诞生以来已有了40多年的历史,钛钢复合板有效利用了钛的优良的耐蚀性与钢材的强度,重要的是成本也大幅度下降了，在成本上达到了最佳组合。现有的复合钢板的制造方法有：填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。钛钢复合板的场合，考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法（包括厚板轧制法和连续热轧法）。爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。但是目前采用上述方法制成的钛钢复合板材普遍厚度较大，难以实现小尺寸钛钢复合板材的制造。而且普遍为一层钢板与一层钛板的双层复合结构，在钢板层部分其耐候性能较差，与环境空气长期接触的情况下，大气中的氧气和水分会对其产生腐蚀生锈，锈蚀会应影响其结构性能，使其寿命缩减，影响整个复合板材的耐候性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种抗腐蚀性能好、耐候性能好、结构性能佳、使用寿命长的钛钢复合板材。

另外，本发明还提供一种钛钢复合板材的制造方法。

本发明的钛钢复合板材所采用的技术方案是：本发明的钛钢复合板材包括耐候钢底板层、钛复合层，所述钛复合层复合于所述耐候钢底板层的单面或双面上，所述钛复合层的外露表面为钛的氧化层，所述钛复合层与所述耐候钢底板层通过热态轧制过程复合成为一体，所述钛复合层与所述耐候钢底板层之间的复合界面为金属键结合。

所述钛钢复合板材的厚度为0.5～5.5mm，其中每层所述钛复合层的厚度为0.1～0.5mm。

所述钛的氧化层的表面透明。

所述钛复合层复合于所述耐候钢底板层的单面上时，所述耐候钢底板层的外露表面为钢的氧化层，所述钢的氧化层采取发蓝或发黑处理。

本发明的钛钢复合板材的制造方法所采用的第一种技术方案是：包括以下步骤：

（a）备料：准备两块长度、宽度和厚度尺寸规格分别相同的耐候钢板及两块长度、宽度和厚度尺寸规格分别相同的钛板；

（b）界面处理：首先，对两块所述耐候钢板及两块所述钛板的非结合板面进行钝化处理，以形成表面钝化层；然后，对两块所述耐候钢板及两块所述钛板的待结合板面进行表面活化处理，以去除其表面氧化层；

（c）组坯：分别将所述耐候钢板及所述钛板经活化处理后的板面两两对靠在一起，再将两块所述钛板经表面钝化处理的板面对靠在一起，形成两块所述耐候钢板位于外层及两块所述钛板位于内层的四层板料对称叠合状态；

（d）焊接：用压力机将结合界面间的空气尽可能的排出后，再对相邻的对靠在一起的所述耐候钢板与所述钛板以及对靠在一起的两块所述钛板之间的板面边缘处进行焊接固定；

（e）加热：对上述固定在一起的四层板料进行加热，使其温度均匀达到750～900℃高温；

（f）热轧：采用中厚板热轧机或炉卷轧机对上述经加热后的四层板料进行多道次热轧，总压下量≥70%，使经活化处理后的所述耐候钢板的表面与所述钛板的表面形成机械热压合；

（g）热扩散处理：对热轧后的板料进行扩散退火处理，使机械热压合界面达到热扩散焊合；

（h）精整：将板料的边缘切除，去掉步骤（d）中焊接的部分，将两块所述钛板的经表面钝化处理的板面分离，形成两块钛钢复合板材。

进一步，在所述步骤（h）后还包括步骤（i）冷轧：对钛钢复合板材进行冷轧成型。