[发明专利]一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属复合板制造工艺方法，具体地涉及一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法。

背景技术

不锈钢与碳钢复合板是以碳钢基层与不锈钢覆层结合而成的单面不锈钢与碳钢复合板或双面不锈钢与碳钢复合板。不锈钢与碳钢复合板不仅具有不锈钢的耐腐蚀性、又具有碳钢良好的机械强度和加工性能，是新型的工业产品。

不锈钢与碳钢复合板工业化生产方法，主要有爆炸复合法和热轧复合法。

爆炸复合法是将不锈钢板重叠置于碳钢基板上，不锈钢板和碳钢基板之间用垫子间隔出一定的距离。不锈钢板上面平铺炸药，炸药爆炸的能量使不锈钢板高速撞击碳钢基板，产生高温高压使两种材料的界面实现固相焊接。其优点是：易于实现多层材料复合，复合界面呈波纹状，结合强度高；其缺点是：环境污染严重，产品尺寸范围小，不适于大批量生产。

热轧复合法是以碳钢基板和不锈钢板处于物理纯净状态，在高度真空条件下进行轧制而成，在轧制过程中两种金属扩散实现完全的冶金结合。

现有热轧复合法生产不锈钢与碳钢复合板具体实施步骤是：1.去除不锈钢和碳钢待复合面的氧化物并清洗干净；2.将不锈钢和碳钢待复合面正对叠放，对边缘焊接封严并将复合区内部抽成真空状态，得到单面不锈钢复合坯或双面不锈钢复合坯；3.将复合坯放入加热炉加热至1000～1300℃后进行轧制得到复合板；4.对轧制后的复合板切边处理得到成品。

现有热轧复合法生产不锈钢与碳钢复合板的优点是：设备简单，产品尺寸范围大，生产效率高，适合大批量生产；其缺点是：由于相同温度下，不锈钢的变形抗力要大于碳钢的变形抗力，在轧制变形过程中，不锈钢和碳钢变形不协调，导致单面不锈钢与碳钢复合坯会在轧制后易发生翘曲，对于双面不锈钢与碳钢复合坯则会在轧制后内部留有较大的残余应力。

发明内容

基于以上所述的现有的热轧复合法生产不锈钢与碳钢复合板存在的缺点，本发明的目的在于提供一种使不锈钢与碳钢复合坯在轧制过程中不锈钢层和碳钢层变形更协调，以减小甚至杜绝单面不锈钢与碳钢复合坯轧制后的翘曲，对于双面不锈钢与碳钢复合坯则可以减小其轧制后内部的残余应力的电磁感应加热异温轧制制备不锈钢/碳钢复合板的方法。

本发明的技术方案如下：

一种制备不锈钢与碳钢复合板的异温轧制方法，其包括以下步骤：

S1、准备坯料：选取长宽尺寸相同的不锈钢坯料和碳钢坯料，去除不锈钢坯料和碳钢坯料待结合面的氧化层并清洗干净，将不锈钢坯料的待结合面与碳钢坯料的待结合面抵靠在一起形成待复合面，在待复合面的周缘上进行封焊抽真空处理获得复合坯，所述复合坯包括不锈钢层和碳钢层；

S2、复合坯预加热：用加热装置将所述复合坯整体预加热至1000～1250℃；

S3、复合坯感应加热：用感应加热器对所述预加热后的复合坯的不锈钢层进行二次加热，感应加热频率fkHz依据所述不锈钢层的厚度h按f＝40～140/h^2选定，感应加热电流调节范围为800～10000A，使所述不锈钢层的温度比所述碳钢层的温度整体高100～250℃，其中；以及

S4、异温轧制：利用轧机对所述二次加热后的复合坯进行异温轧制，首道次压下率≥15％，总压下率≥50％，碳钢层开轧温度为980～1230℃，不锈钢层开轧温度比碳钢层开轧温度整体高100～250℃，轧制得到不锈钢与碳钢复合板。

优选地，步骤S1中所述的不锈钢坯料和碳钢坯料表面的氧化层用钢丝刷进行清理，并用丙酮和酒精擦拭干净。

优选地，步骤S1中所述的封焊是在真空电子束焊机真空室中进行，用真空电子束进行焊接。

优选地，步骤S2中所述的加热装置选自高温箱式电阻炉、高温台车式电阻炉或箱式气氛炉。

优选地，步骤S2加热完成后需要对所述复合坯进行保温，保温时间0.5～2h。

优选地，步骤S3中复合坯与感应加热器相对移动，所述相对移动的速度的调节范围为0.05～0.5m/s。

优选地，步骤S4中所述的轧机选自单机架可逆轧机、四机架连轧机组、五机架连轧机组或六机架连轧机组。

优选地，步骤S4中所述的首道次轧制速度为0.05～2m/s。