[发明专利]一种钢-耐磨铜合金复合板材、其制备装置和制备方法

权利要求书

1.一种钢-耐磨铜合金复合板材的制备装置，其特征在于，包括依次设置的表面处理单元，保护气感应预热单元，感应熔炼单元和半固态轧制复合单元，所述表面处理单元、保护气感应预热单元及半固态轧制复合单元中穿设有供下层钢板穿过的长方形通道，所述表面处理单元、保护气感应预热单元内的长方形通道的尺寸与待处理钢板截面尺寸一致；

所述表面处理单元包括上表面打磨装置、下表面打磨装置、清洗装置和干燥装置；所述上表面打磨装置、清洗装置和干燥装置依次设置在长方形通道上方，所述下表面打磨装置设置在长方形通道下方、且与上表面打磨装置相配合；

所述保护气感应预热单元包括真空罩、预热高频感应线圈、高频磁场电源、和保护气体罐，所述保护气体罐与真空罩连通，所述预热高频感应线圈设置在真空罩内，所述高频磁场电源与预热高频感应线圈电联，所述长方形通道穿设在真空罩的预热高频感应线圈中；

所述感应熔炼单元包括高频感应加热装置，所述感应熔炼单元底部设有用于控制出液口开合的闭合开关，所述闭合开关设置在长方形通道上方；

所述半固态轧制复合单元包括正火高频感应线圈、为正火高频感应线圈供电的高频感应加热电源和上下配合设置两个轧辊，沿材料进给方向正火高频感应线圈设置于轧辊之后，所述两个轧辊为同步热轧轧辊，所述轧辊内部设有冷却水道，所述两个轧辊分别设置在长方形通道上下两侧；所述长方形通道在经过两个轧辊后穿设在正火高频感应线圈中。

2.根据权利要求1所述钢-耐磨铜合金复合板材的制备装置，其特征在于，所述真空罩穿设长方形通道的开口处设置有密封圈。

3.根据权利要求1所述钢-耐磨铜合金复合板材的制备装置，其特征在于，所述上表面打磨装置、下表面打磨装置为表面粗糙度为Ra100-200μm的金刚石磨片；所述干燥装置包括干燥轮。

4.一种钢-耐磨铜合金复合板材的制备方法，采用如权利要求1-3任一项所述的钢-耐磨铜合金复合板材的制备装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据实际使用要求选择铜铅合金和钢板，确定钢-耐磨铜合金复合板材质、厚度和层厚比，钢板使用前使用清洗液进行去氧化预处理，经清水冲洗后烘干；

步骤2：闭合感应熔炼单元的下方的闭合开关，在感应熔炼单元内加入铜铅合金，对铜铅合金进行电磁感应熔炼；

步骤3：铜铅合金熔化后通过调节感应熔炼单元的功率使铜铅合金保温；

步骤4：调节轧辊的转速和轧辊内冷却水流量，根据目标产品厚度调整两个轧辊间的辊缝，轧辊进入空转待机状态；

步骤5：将钢板推送置表面处理单元内的长方形通道入口，对钢板依次进行上下表面打磨、上表面清洗、上表面干燥处理；

步骤6：干燥处理后的钢板推送至保护气感应预热单元，在保护气氛下进行高频感应预热；

步骤7：预热后的钢板传送至感应熔炼单元下方时，打开感应熔炼单元的闭合开关，使铜铅合金均匀铺展到钢板表面，铜铅合金与钢板接触迅速冷却至半固态状态；

步骤8：在钢板继续向前推送的过程中，使铜铅合金保持半固态浆料状态；

步骤9：保持半固态浆料状态的半固态铜铅合金与钢板进入轧辊腔内进行半固态-固态轧制；

步骤10：感应加热正火，消除应力，制成钢-耐磨铜合金复合板材。

5.根据权利要求4所述钢-耐磨铜合金复合板材的制备方法，其特征在于，步骤1中钢板材质为304不锈钢、Q235钢或10号钢；所述钢板厚度为2-50mm；所述铜铅合金中铅含量为15-45％wt；所述去氧化预处理浸蚀时间为1-2分钟。

6.根据权利要求4所述钢-耐磨铜合金复合板材的制备方法，其特征在于，步骤3中铜铅合金保温温度为1100-1300℃。

7.根据权利要求4所述钢-耐磨铜合金复合板材的制备方法，其特征在于，步骤5中打磨时间为0.5-2.5分钟；清洗采用浓度10％wt的乙醇溶液，清洗掉钢板上表面的研磨屑；干燥采用干燥轮，所述干燥轮表面采用吸水材料，温度80-90℃，烘干时间0.5-2.5分钟。