[发明专利]一种化工用铜钢固液复合双金属材料及其制备方法

权利要求书

1.一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述复合双金属材料中基板为钢板，铜合金板附着在钢板表面；所述铜合金的成分按重量百分比计如下：Ni：10.0%～15.0%，Fe：0.5%~1.0%，Mn：0.4%～0.8%，Cr：2.0%～4.0%，Mo：2.0%～3.0%，Hf：0.5%～1.0%，Ti：0.5%～1.0%，余量为Cu及不可避免杂质；所述钢的成分按重量百分比计如下：C：0.10%～0.20%，Si：0.25%～0.35%，Mn：1.00%～1.20%，P≤0.015%，S≤0.015%，Mo：0.10%～0.20%，V：0.10%～0.20%，余量为Fe及不可避免杂质；

所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料的制备方法，具体工艺包括钢板预处理、预热、固液复合、复合板坯均匀化处理、热轧、退火、冷轧、去应力退火；

（1）钢板预处理：首先在钢板表面铣出凹槽，所述凹槽深度为3~5mm，将凹槽表面进行机械打磨、酸洗、水洗、干燥，使凹槽表面铁锈打磨掉使其露出光亮的新鲜金属面，随后对钢板进行脱脂处理，将脱脂液加热至60~70℃对钢板表面进行脱脂处理，涂抗氧化剂后烘干备用；

（2）预热：将预处理后的钢板加热至850～900℃，将其置于模具型腔中；

（3）浇注钢液进行固液复合：在浇注开始前用惰性气体充满模具型腔，随后将熔炼好的铜合金金属液浇注到钢板表面，浇注温度为1150~1200℃，之后空冷，空冷至铜合金侧温度为950~980℃时；取出浇注后坯料并立即在钢板底部喷冷却水冷却，直至浇注后坯料冷却至200~250℃，随后空冷至室温，经后续机械加工制得铜钢双金属复合板坯；

（4）复合板坯均匀化处理：均匀化处理温度为970℃～990℃，保温4～5h；

（5）热轧：复合板坯开轧温度控制在940℃～960℃，热轧第一道次控制压下率为15%~17%，热轧总压下率为60%~70%；

（6）退火：热轧后的复合板坯冷却后进行退火处理，退火温度 750℃~770℃净保温1~2h，随炉冷却至200℃~250℃，出炉空冷至室温；

（7）冷轧：随后复合板进行冷轧变形，总变形率为40%~50%；

（8）去应力退火：将冷轧后复合板于300℃~350℃进行去应力退火，净保温2~3h，随炉冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述铜合金中Fe+Mn=1.2%～1.4%。

3.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述钢中Mo+V=0.25%～0.35%。

4.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，铜合金板厚度与钢板厚度之比为1：（3.4~5.6）。

5.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述铜合金板附着在钢板的一面或两面。

6.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于，所述化工用铜钢固液复合双金属材料具有135～160HV的截面维氏硬度，截面硬度差≤25HV，室温下，抗拉强度475～495MPa，伸长率A≥13%，复合界面剪切强度310～330MPa。

7.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于：所述步骤（3）中，双金属复合板坯铜合金厚度为3～5mm，铜合金厚度与钢厚度之比为1：（3~5）。

8.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于：所述模具型腔为石墨模具型腔。

9.根据权利要求1所述的一种化工用铜钢固液复合双金属材料，其特征在于：所述步骤（2）、步骤（4）—步骤（8）任一项工艺过程可采用惰性气体保护或真空保护，所述惰性气体为氩气。