[发明专利]一种加入纯铁中间层电磁感应加热轧制制备钛钢复合板的方法

说明书

本发明提供一种加入纯铁中间层电磁感应加热轧制制备钛钢复合板的方法，其包括以下步骤：S1、板坯切割、表面处理；S2、复合板坯组装固定；S3、氩气保护；S4、复合板感应加热；S5、轧制。本发明利用纯铁中间层金属流动性好，与纯钛和碳钢易结合的特点，并采用电磁感应加热取代传统电阻丝加热炉加热实现在保护气体氛围下对复合板坯的快速加热，简化生产工艺，且电磁感应加热使钛钢复合板具有一定的温差，降低了轧后复合板坯的翘曲度，可以高效制备高结合强度且变形协调较好的钛钢复合板。

技术领域

本发明涉及一种金属复合板制造工艺方法，具体地涉及一种加入纯铁中间层电磁感应加热轧制制备钛钢复合板的方法。

背景技术

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，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。钛钢复合板将贵重金属钛板与廉价的钢板复合在一起，既有钛的耐蚀性，又有钢板作为结构物的强度，重要的是成本大幅度下降。

制备钛钢复合板的主要方法有爆炸复合法、爆炸+轧制复合法和轧制复合法。爆炸复合法利用炸药作能源，属于爆炸焊接，虽然其符合效果好，但对其工艺参数要求严格，而且生产薄规格的复合板存在局限性。为扩大钛钢复合板的尺寸规格，通常采用爆炸+轧制复合法和轧制复合法。爆炸+轧制复合法和轧制复合法的生产工艺中，在轧制前需要对板坯进行加热和保温，在加热和保温的过程中，结合界面会生成脆性化合物如TiC、TiFe和TiFe₂，化合物的生成会降低复合板的结合强度，现有的爆炸+轧制复合法和轧制复合法制备钛钢复合板都需要用加热炉对坯料进行长时间加热和保温，时间越长，结合界面生成的化合物越多，严重影响复合板的结合强度。

现有热轧复合制备钛钢复合板技术中，坯料加热温度一般在850℃以上，低温状态下难以复合。纯铁相比于钛板和钢板，其流动性好，作为中间层可以与钛板和钢板更好的贴合，有利于轧制和冷却过程中元素的相互扩散进而实现良好的冶金结合。

电磁感应加热利用交变的电流产生交变的磁场，交变的磁场使其中的金属导体内部产生涡流，从而使金属工件迅速发热，具有加热速度快、可实现工件内外整体同时加热的优点。

发明内容

基于以上所述的现有的爆炸+轧制复合法和轧制复合法制备钛钢复合板的方法存在的缺点，本发明的目的在于提供一种使钛钢复合坯迅速加热，以减少结合界面化合物的生成，来提高复合板的结合强度的电磁感应加热辅助轧制制备钛钢复合板的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种加入纯铁中间层电磁感应加热轧制制备钛钢复合板的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、板坯切割以及表面处理：切割出长宽尺寸相同的钛板、纯铁板和碳钢板，去除三块金属板待结合面的氧化层并清洗干净后进行真空保存；

S2、复合板坯组装固定：将钛板、纯铁板、钢板按照从下往上的顺序依次叠放，然后将组装好的板坯四个角钻孔并用不锈钢铆钉进行铆接，得到待加热板坯；

S3、氩气保护：将待加热板坯放入感应加热炉后，待加热板坯轴线与感应加热炉的感应线圈轴线重合，钛板上表面距感应线圈内侧表面距离为12-15mm，板坯咬入端距感应线圈出口直线距离为30-40mm，对感应加热炉及输送轨道进行密封处理，然后通入氩气进行气氛保护，防止板坯在加热过程中各板坯的复合面发生氧化；

S4、复合板感应加热：用感应加热器对所述待加热板坯进行加热，感应加热频率为中频，在一定感应加热时间后，钢板和纯铁板达到居里点温度，感应加热时间t由以下表达式确定: