一種銅鋼復(fù)合板的軋制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銅鋼復(fù)合板的軋制方法，具體講涉及用冷軋機(jī)軋制厚度為
1.5-5.0mm的銅鋼復(fù)合板的軋制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有相對成熟的銅鋼雙金屬復(fù)合技術(shù)主要包括爆炸復(fù)合法和粉末燒結(jié)法，而軋制復(fù)合法則僅限于熱軋復(fù)合法。由于其技術(shù)工序復(fù)雜且成材率較低，而加工成本高的緣由，一直以來，其產(chǎn)品僅用于相對高端的零件加工，沒有使這種新型低成本材料得到廣泛應(yīng)用。本發(fā)明產(chǎn)品主要用于剪切成小片，直接壓制成滑動(dòng)瓦片或軸套，也有部分用于電氣設(shè)備和裝飾材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有銅鋼復(fù)合板的軋制方法的上述不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)工序少，加工成本低的銅鋼復(fù)合板的軋制方法。
[0004]本發(fā)明主要先進(jìn)之處是在常溫狀態(tài)下，通過單道次軋制、熱處理后直接獲得復(fù)合產(chǎn)品，無需預(yù)先加熱、氣體保護(hù)、和成品修磨工序。
[0005]本發(fā)明不同于爆炸復(fù)合法和熱軋復(fù)合法，冷軋復(fù)合法復(fù)合前不需要進(jìn)行加熱，只需要進(jìn)行表面清理后，合理設(shè)計(jì)不同金屬變形量和厚度匹配，在較大的軋制壓力下，實(shí)現(xiàn)初步復(fù)合，再通過擴(kuò)散熱處理，釋放內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)，增強(qiáng)雙金屬復(fù)合界面粘接強(qiáng)度，然后進(jìn)行定尺剪切，性能檢驗(yàn)和包裝，就完成了所有技術(shù)步驟。
[0006]本銅鋼復(fù)合板的軋制方法包括下述依次的步驟:
I坯料預(yù)退火
銅合金板的厚度為1.0-2.0mm，銅合金板預(yù)退火，退火溫度610± 10°C，保溫不少于6h ；碳鋼板的厚度為5.0-10.0mm，并且碳鋼板的厚度是銅合金板的5_6倍，碳鋼板預(yù)退火，退火溫度625°C — 690°C，保溫不少于6h。
[0007]退火的主要目的在于改善其延伸性能，便于實(shí)現(xiàn)單道次大變形量軋制，同時(shí)也是坯料強(qiáng)度設(shè)計(jì)和成品金屬層厚度控制的重要工藝環(huán)節(jié)。
[0008]II表面打磨
打磨預(yù)退火后的銅合金板表面和碳鋼板表面(只打材料兩面中其中相接合的一面)，表面打磨可采用鋼絲刷也可以采用砂帶，必須將金屬表面的氧化層和固體粉塵處理干凈，露出新鮮金屬，并且具有相應(yīng)粗糙度Ra 5.0 —Ra 10.0。
[0009]表面打磨是復(fù)合軋制技術(shù)中最為關(guān)鍵的步驟之一，雙層金屬能否實(shí)現(xiàn)良好結(jié)合與復(fù)合面潔凈程度直接相關(guān)，便于軋制中首先實(shí)現(xiàn)物理結(jié)合，復(fù)合界面是否足夠潔凈，對于熱處理后雙金屬是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)接觸還是面接觸，起到直接決定作用。
[0010]III復(fù)合軋制
碳鋼板和銅合金板兩種板材合在一起在2300軋機(jī)上單道次冷軋成型成復(fù)合板，單位面積乳制力彡0.5t/mm2，雙金屬總變形量設(shè)計(jì)彡60%O
[0011]才能實(shí)現(xiàn)較高結(jié)合力。為避免打磨后的金屬界面在空氣中產(chǎn)生鈍化和微量氧化物，在打磨后，在10分鐘內(nèi)進(jìn)行復(fù)合軋制，乳后在60分鐘內(nèi)行裝爐熱處理。
[0012]IV熱處理
將冷軋后的復(fù)合板在610±10°c退火熱處理，保溫時(shí)間6h，保溫后自然冷卻.軋制復(fù)合板成品熱處理，也是決定雙金屬粘接強(qiáng)度的關(guān)鍵步驟，雙金屬在高溫下保持較長時(shí)間，儲(chǔ)存較高的原子勢能，有利于金屬原子擴(kuò)散，在雙金屬界面形成共融體，此類共融體的多少就決定了粘接強(qiáng)度的大小。
[0013]V 檢驗(yàn)
對退火后成品表面按照GB231-84進(jìn)行硬度和強(qiáng)度檢驗(yàn)，銅合金面硬度HB65-90，碳鋼面硬度HB110-140，抗拉強(qiáng)度彡31OMPa屈服強(qiáng)度彡207MPa。
[0014]雙金屬粘接強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，按照合作單位(山東煙臺(tái)大豐軸瓦有限公司)檢測要求:進(jìn)行3 α冷彎實(shí)驗(yàn)，向兩面彎曲都不得出現(xiàn)分層或裂口現(xiàn)象。
[0015]VI 剪切
切去毛邊，把復(fù)合板按要求切到尺寸大小。
[0016]本銅鋼復(fù)合板的軋制方法用于:錫青銅、普通黃銅及鉛錫銅合金，與鋼08AL、10#、15#及Q235的復(fù)合冷軋制。
[0017]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明有效縮短復(fù)合軋制工藝流程，雖然生產(chǎn)效率相對較低，但生產(chǎn)成本非常低，而目前市場上的銅鋼復(fù)合板的價(jià)格在2.5萬元/噸以上，具有較大的附加值，以厚度2.0mm的Η62黃銅-10鋼復(fù)合板為例，生產(chǎn)成本不到I萬元/噸，因此每噸凈利潤在I萬元以上。用本發(fā)明的軋制方法直接壓制成滑動(dòng)瓦片或軸套，也有部分用于電氣設(shè)備和裝飾材料。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，但下述的實(shí)施例不是對本發(fā)明的限制。
[0019]實(shí)施例1
I坯料預(yù)退火
銅合金板為Η62，厚度為1.0mm,寬200mm，長200mm，銅合金板放入電罩爐預(yù)退火，退火溫度610°C，保溫6h;
碳鋼板為08AL，度為5.0mm,寬200mm，長500mm，碳鋼板放入電罩爐預(yù)退火，退火溫度625°C，保溫 6h ；
II表面打磨
打磨預(yù)退火后的銅合金板表面和碳鋼板表面，先用砂帶后用千葉輪進(jìn)行表面打磨，將金屬表面的氧化層和固體粉塵處理干凈，露出新鮮金屬，并且具有相應(yīng)粗糙度Ra 8.2。
[0020]III復(fù)合軋制
表面打磨后，10分鐘內(nèi)進(jìn)行復(fù)合軋制，碳鋼板與銅合金板兩種板材合在一起在2300軋機(jī)上單道次冷乳成型成復(fù)合板，至成品1.7mm，雙金屬總變形量達(dá)到71.6%。
[0021]軋后在50分鐘內(nèi)裝爐熱處理。
[0022]IV熱處理
將冷軋后的復(fù)合板在610±10°C退火熱處理，保溫時(shí)間6h，保溫后自然冷卻。
[0023]V 檢驗(yàn)
對退火后的復(fù)合板成品表面進(jìn)行硬度和強(qiáng)度檢驗(yàn)，銅合金面硬度HB70，碳鋼面硬度HB132，抗拉強(qiáng)度 325MPa。
[0024]粘接強(qiáng)度:3 α冷彎合格，向兩面彎曲均未出現(xiàn)分層或裂紋。
[0025]VI矯直剪切
退火后復(fù)合板成品矯直平整后，切去毛邊，把復(fù)合板按要求切到180Χ 180_。
[0026]實(shí)施例2 I坯料預(yù)退火
銅合金板為Η62，厚度為1.3mm，寬200mm，長600mm，銅合金板放入電罩爐預(yù)退火，退火溫度610°C，保溫6h;
碳鋼板為08AL，厚度為5.0mm,寬200mm，長1000mm，碳鋼板放入電罩爐預(yù)退火，退火溫度625°C，保溫6h ；
II表面打磨
打磨預(yù)退火后的銅合金板表面和碳鋼板表面，先用砂帶后用千葉輪進(jìn)行表面打磨，將金屬表面的氧化層和固體粉塵處理干凈，露出新鮮金屬，并且具有相應(yīng)粗糙度Ra 8.0。
[0027]III復(fù)合軋制
表面打磨后，10分鐘內(nèi)進(jìn)行復(fù)合軋制。碳鋼板與銅合金板兩種板材合在一起在2300軋機(jī)上單道次冷乳成型成復(fù)合板，至成品2.0mm，雙金屬總變形量達(dá)到68%。
[0028]軋后在60分鐘內(nèi)裝爐熱處理。
[0029]IV熱處理
將冷軋后的復(fù)合板在610±10°C退火熱處理，保溫時(shí)間6h，保溫后自然冷卻。
[0030]V 檢驗(yàn)
對退火后的復(fù)合板成品表面進(jìn)行硬度和強(qiáng)度檢驗(yàn)，銅合金面硬度HB72，碳鋼面硬度HB130，抗拉強(qiáng)度 330MPa。
[0031]粘接強(qiáng)度:3 α冷彎合格，向兩面彎曲均未出現(xiàn)分層或裂紋。
[0032]VI矯直剪切
退火后復(fù)合板矯直平整后，切去毛邊，把復(fù)合板按要求切到180X180mm。
[0033]實(shí)施例3 I坯料預(yù)退火
銅合金板為CuPb22Sn2，厚度為1.3mm，寬300mm，長600mm，銅合金板放入電罩爐預(yù)退火，退火溫度610°C，保溫6h;
碳鋼板為10#碳鋼板，厚度為5.5mm，寬300mm，長1000mm，碳鋼板放入電罩爐預(yù)退火，退火溫度625°C，保溫6h ；
II表面打磨
打磨預(yù)退火后的銅合金板表面和碳鋼板表面，先用砂帶后用千葉輪進(jìn)行表面打磨，將金屬表面的氧化層和固體粉塵處理干凈，露出新鮮金屬，并且具有相應(yīng)粗糙度Ra 8.1。
[0034]III復(fù)合軋制表面打磨后，10分鐘內(nèi)進(jìn)行復(fù)合軋制，碳鋼板與銅合金板兩種板材合在一起在2300軋機(jī)上單道次冷乳成型成復(fù)合板，至成品2.0mm，雙金屬總變形量達(dá)到70.6%。
[0035]軋后在30分鐘內(nèi)裝爐熱處理。
[0036]IV熱處理
將冷軋后的復(fù)合板在610±10°C退火熱處理，保溫時(shí)間6h，保溫后自然冷卻。
[0037]V 檢驗(yàn)
對退火后的復(fù)合板成品表面進(jìn)行硬度和強(qiáng)度檢驗(yàn)，銅合金面硬度HB68，碳鋼面硬度HB138，抗拉強(qiáng)度 336MPa。
[0038]粘接強(qiáng)度:3 α冷彎合格，向兩面彎曲均未出現(xiàn)分層或裂紋。
[0039]VI矯直剪切
退火后復(fù)合板矯直平整后，切去毛邊，把復(fù)合板按要求切到280 X 280mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銅鋼復(fù)合板的軋制方法，它包括下述依次的步驟: I坯料預(yù)退火 銅合金板的厚度為1.0-2.0mm，銅合金板預(yù)退火，退火溫度610± 10°C，保溫不少于6h ； 碳鋼板的厚度為5.0-10.0mm，并且碳鋼板的厚度是銅合金板的5_6倍，碳鋼板預(yù)退火，退火溫度625°C — 690°C，保溫不少于6h ； II表面打磨 打磨預(yù)退火后的銅合金板表面和碳鋼板表面，將金屬表面的氧化層和固體粉塵處理干凈，露出新鮮金屬，并且具有相應(yīng)粗糙度Ra 5.0 —Ra 10.0; III復(fù)合軋制 碳鋼板和銅合金板兩種板材合在一起在2300軋機(jī)上單道次冷軋成型成復(fù)合板，單位面積乳制力彡0.5t/mm2，雙金屬總變形量設(shè)計(jì)彡60% ； IV熱處理 將冷軋后的復(fù)合板在610±10°C退火熱處理，保溫時(shí)間6h，保溫后自然冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鋼復(fù)合板的軋制方法，其特征是:在步驟IV熱處理后還進(jìn)行步驟V檢驗(yàn) 對退火后成品表面按照GB231-84進(jìn)行硬度和強(qiáng)度檢驗(yàn)，銅合金面硬度HB65-90，碳鋼面硬度HB110-140，抗拉強(qiáng)度彡31OMPa屈服強(qiáng)度彡207MPa ； 雙金屬粘接強(qiáng)度檢驗(yàn)，進(jìn)行3 α冷彎實(shí)驗(yàn)，向兩面彎曲都不得出現(xiàn)分層或裂口現(xiàn)象。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅鋼復(fù)合板的軋制方法，其特征是:在步驟V檢驗(yàn)后還進(jìn)行步驟VI剪切 切去毛邊，把復(fù)合板按要求切到尺寸大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一所述的銅鋼復(fù)合板的軋制方法，其特征是: 所述的銅合金板是錫青銅、普通黃銅及鉛錫銅合金板中的任一種，所述的碳鋼板是鋼08AL、10#、15# 及 Q235 鋼板。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種銅鋼復(fù)合板的軋制方法，它包括下述依次的步驟：Ⅰ坯料預(yù)退火銅合金板預(yù)退火，退火溫度610±10℃，保溫不少于6h；碳鋼板的厚度是銅合金板的5-6倍，碳鋼板預(yù)退火，退火溫度625℃—690℃，保溫不少于6h；Ⅱ表面打磨打磨預(yù)退火后的銅合金板表面和碳鋼板表面，粗糙度Ra 5.0 —Ra 10.0；Ⅲ復(fù)合軋制碳鋼板和銅合金板兩種板材合在一起在2300軋機(jī)上單道次冷軋成型成復(fù)合板，單位面積軋制力≥0.5t/mm2；Ⅳ熱處理將冷軋后的復(fù)合板在610±10℃退火熱處理，保溫時(shí)間6h，保溫后自然冷卻。本銅鋼復(fù)合板的軋制方法生產(chǎn)工序少，加工成本低。
【IPC分類】B21B1-28
【公開號(hào)】CN104785522
【申請?zhí)枴緾N201510100922
【發(fā)明人】李治強(qiáng), 賈成義, 陸曉明
【申請人】山西太鋼不銹鋼股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月9日