[发明专利]包层合金基片及其制备方法

说明书

此申请是申请日为2005年5月19日、中国申请号为200580025882.6、发明名称为“包层合金基片及其制备方法”的发明申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种包层合金基片及制备这种包层材料的方法。本发明还涉及由包层合金基片制备的制品或含包层合金基片的制品以及还涉及制备这种制品的方法。

背景技术

在某些要求兼有高强度和耐腐蚀的材料的应用中使用包层合金。具有良好强度和耐腐蚀的包层合金的常见实例包括用镍或镍基合金(即主要由镍组成的合金)层在其相对面上包层的不锈钢层。其中利用这类包层材料的应用包括化学容器、烟道、蓄电池、管材、热交换器、用于油和气的管道、化学试剂罐和炊具。不锈钢层有较高的强度，而镍或镍基包层在所需条件下能耐腐蚀。使用这种镍双-包层的不锈钢的优点是该复合材料比某些高合金含量的超级奥氏体不锈钢价更廉，并且镍基合金具有类似的耐腐蚀性能。

该包覆工艺包括用单一包层包覆基片材料或用包层包覆基片相对的每一面。用于制备包层合金的工艺必须将一包层(单一包层)或两包层(双-包层)粘结到基片上，足以防止在使用条件下该包层的脱层。现已知一些包覆方法。

一种己知的用于制备包层不锈钢的方法描述于USP4936504中。更具体而言，该'504专利描述了用各种材料包括铜、镍和殷钢(铁-36%镍合金)包覆不锈钢的方法。通常，该'504专利描述的方法是将不锈钢基片与包覆材料叠在一起，并再轧制成密实的卷材。该卷材在真空炉中于高温下加热持续时间，由此使包覆材料片扩散粘结到不锈钢板上。当实施'504专利的方法时需要足够的能量来运行真空炉设备及将卷材保持在高温下一段持续时间，这就明显增加成品包层材料的成本。

US 5183198描述了一种制备包层钢板的方法，其中将不锈钢或镍合金包覆在铁基基片上，该基片含0.020—0.06%的碳、0.5%或更少的硅、1.0—1.8%的锰、0.03%或更少的磷、0.005%或更少的硫、0.08—0.15%的铌、0.005—0.03%的钛、0.05或更少的铝以及0.002—0.006%的氮(除非另有标明，该%均为重量%)。将包覆材料板和基片材料轧制成预定厚度的板。经对该板的所有接触面进行修匀、清洁和脱脂后，通过在两片包覆材料板之间夹入铁基基片材料板而制备成组合板坯。然后对该组合板坯的周边进行封焊，并用真空泵除去板接触面之间的空气。再在1100--1250℉范围内加热该组合板坯，并经一次或多次轧制和冷却步骤以粘固该材料并形成包层产品。这样与使用真空炉的'504专利的方法相反，该'198专利涉及仅在包覆材料和基片材料的相对表面之间的间隙施加真空。

在另一用于制备包层材料的称为爆炸包覆的已知方法中，应用爆轰炸药的可控能量以在两种或多种类似的或非类似的材料之间产生冶金接合。爆炸包覆是一种冷压过程，其中由于两金属的高压碰撞在待结合材料上的污染表面膜会从基片金属上射出。在金属板的高速碰撞中，在板之间形成喷射，并使有害于建立冶金接合的污染表面膜在喷射中吹除。经喷射作用清除掉表面膜的金属板在接近碰撞点所达到的非常高的压力作用下在内点处接合。在这领域发布过的早期专利包括US 3233312、3397444和3493353。

上述已知的每一个包覆方法均需要应用真空设备或其它复杂的设备。此外，如'504专利的包覆方法受限于生产较薄尺寸的卷材产品，并在包覆操作前需分别对基片和包覆材料进行热轧和冷轧以形成片形。对于爆炸包覆，该工艺通常是昂贵的并且劳动强度大，需要使用危险的爆炸材料，并会在基片和包覆层之间产生非-均匀性、波状界面，这对某些应用可能是不合适的。

所以需提供另一种用合金包覆材料包覆不锈钢和其它材料的方法。该方法优选不需要使用真空炉、爆炸包覆设备或其它复杂生产设备。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种从基片材料和包覆材料制备包层产品的新方法，其中该基片材料和包覆材两者均为合金。该方法包括将基片和包覆材料组装并将其焊接在一起形成一种这里所称的“焊接组件”，然后该焊接组件经热轧以制得热轧带材。该焊接组件可以通过将包覆材料置于基片材料上并要使该包覆材料的第一边缘不延伸到该基片材料的第一边缘，因此在相邻第一边缘之间形成余量。其热强度大于包覆材料的合金置于余量内，并邻近包覆材料的第一边缘。置于余量内的材料阻止该包覆材料在热轧操作时伸展超出该基片材料。