一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冷氣動力噴涂涂層復(fù)合板制造技術(shù)，高溫軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及冷 噴涂不銹鋼涂層碳鋼薄板高溫軋制工藝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼材料因其具有優(yōu)良的耐蝕性和表面光潔度而廣泛應(yīng) 用于諸多的領(lǐng)域，包括建筑、汽車、石油精煉、裝飾化學(xué)工業(yè)、原子能工業(yè)以及船舶等，其需 求量也呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢。但是由于不銹鋼中含有高比例的鎳鉻等稀貴金屬而使其價格 居高不下。而且，由于鎳價市場波動巨大，導(dǎo)致含鎳量較高的300不銹鋼的價格一漲再漲。 因此，開發(fā)不銹鋼的替代產(chǎn)品已經(jīng)成為世界各國材料研究人員關(guān)注的重要課題。
[0003] 碳鋼作為最常用的結(jié)構(gòu)材料，具有一系列優(yōu)良的性能，如焊接性、力學(xué)性能、熱穩(wěn) 定性等，同時制造成本相對較低。然而碳鋼的耐蝕性能去遠遠低于不銹鋼。在這種情況下， 將不銹鋼與碳鋼復(fù)合起來，使其既具有碳鋼優(yōu)良的力學(xué)性能，同時又兼具不銹鋼良好的耐 蝕性，形成表面膜層的不銹鋼復(fù)合材料就具有非常重要的現(xiàn)實意義。目前，現(xiàn)有技術(shù)采用爆 炸焊接，復(fù)合澆鑄、冷軋復(fù)合等工藝制備了不銹鋼和碳鋼的復(fù)合板，這種不銹鋼-碳鋼復(fù)合 板比純不銹鋼節(jié)約鉻、鎳元素，對于我國鉻、鎳元素資源貧乏的國家來說，具有重大的意義， 但是，由于現(xiàn)有不銹鋼碳鋼復(fù)合工藝相對復(fù)雜，需要獨立的工藝流程，生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜， 生產(chǎn)規(guī)模較小。主要產(chǎn)品僅能生產(chǎn)復(fù)合不銹鋼層的厚度大于1.2_的材料。成本約為不銹 鋼材料的70%，相對較高。
[0004] 專利CN201824600U、CN2937319采用不銹鋼箔通過膠層粘結(jié)附著在基板上形成復(fù) 合板，復(fù)合板不耐熱。專利CN201830485U采用中頻電源加熱控制系統(tǒng)經(jīng)中頻電容補償器與 感應(yīng)加熱器連接，產(chǎn)生的中頻交流電功率輸入到中頻電容補償器與感應(yīng)加熱器形成諧振， 在感應(yīng)加熱器上產(chǎn)生交變大電流，通過渦流效應(yīng)加熱面層及基層金屬，粘合層接受面層及 基層金屬的熱量融化后在惰性氣氛下貼合進入軋機軋制成復(fù)合板?？刂齐y度較大。專利 CN101254580在兩種不銹鋼之間連續(xù)的夾一層釬料將兩種不同材料的帶卷用3~30噸的張 力進行卷取，在非復(fù)合面輥涂一層專用高溫防粘劑，將卷緊的預(yù)復(fù)合帶卷送入工頻爐，將其 加熱至950°C~1130°C的溫度，經(jīng)保溫急冷出爐，制造不銹鋼復(fù)合帶卷。但兩種金屬的協(xié)調(diào) 性較低。專利CN102632339A采用激光焊接法，先對薄不銹鋼板進行預(yù)處理，平整安裝，配制 焊粉，氬氣保護，用計算機程序控制焊粉給量及激光束強度，焊接不銹鋼復(fù)合板。是一種表 面處理技術(shù)，然后進行焊料焊接。專利CN201346897用碳鋼板為基體、用不銹鋼板為覆體， 進行一定厚度單面或雙面整體地、連續(xù)地包覆，使兩種金屬擴散實現(xiàn)完全的冶金結(jié)合。其制 造周期長，表面質(zhì)量難以控制。專利CN102553919A采用高溫快燒法進行復(fù)合板坯加熱，加 熱溫度控制在1180~1280°C，均熱時間為15~60min，調(diào)整爐氣溫度控制基板與復(fù)板表 面溫差在5~30°C ;通過調(diào)節(jié)粗軋工作輥輥速比至1. 04~1. 3,以獲得良好的板形；其控 軋控冷工藝為：控制精軋終軋溫度在830~920°C，乳后冷卻速度為5-30°C /s，卷取溫度為 560~680°C，獲得不銹鋼復(fù)合板。專利CN101767106A將不銹鋼復(fù)合板坯加熱后送爐卷軋 機上，在開軋溫度為1050~1250°C，乳制速度小于12. 6mm/min的條件下，往復(fù)進行多道次 粗軋即平軋；再送卷取爐中，在卷取爐爐溫為550~KKKTC、終軋溫度為800~KKKTC條件 下，往復(fù)進行多道次精軋即卷軋；最后將板坯直接或者冷卻至450~700°C送入卷取機內(nèi)， 形成復(fù)合板。CN1923388、CN102049478A采用復(fù)合連鑄技術(shù)制備復(fù)合板。專利CN201099023、 CN1074159、CN102179673A、CN102248401A采用爆炸復(fù)合技術(shù)制備復(fù)合板。以上復(fù)合板中不 銹鋼的厚度占復(fù)合板總厚度的10%以上，薄規(guī)格達到25%以上。
[0005] 采用物理或化學(xué)氣相法生產(chǎn)的不銹鋼膜層材料，其不銹鋼膜層的厚度只有幾百納 米，并且其結(jié)合強度也不是很高。在許多領(lǐng)域達不到使用要求。
[0006] 因此，開發(fā)合適厚度不銹鋼復(fù)合層的不銹鋼碳鋼復(fù)合材料成為目前急需解決的課 題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不銹鋼碳鋼復(fù)合板的熱軋工藝。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，包括不銹鋼涂 層復(fù)合工序，在所述不銹鋼涂層復(fù)合工序中，采用碳鋼為基板，對碳鋼基板進行清潔處理， 得到新鮮干燥的表面，然后采用冷氣動力噴涂技術(shù)在碳基板的表面上制備一層不銹鋼涂 層，不銹鋼復(fù)合層的厚度范圍為復(fù)合板總厚度的〇. 5%-1. 5%，復(fù)合板總厚度在I. 5mm以上； 所述復(fù)合板再經(jīng)過等強度區(qū)加熱保溫、高熱軋制工藝和冷卻得到冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合 板。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，優(yōu)選的是，所述清潔處 理方法包括噴砂、酸洗、拋光中的一種。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，優(yōu)選的是，所述碳鋼基 板的初始厚度大于最終產(chǎn)品不銹鋼涂層碳鋼板厚度的兩倍。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，優(yōu)選的是，所述等強度 區(qū)加熱保溫中的加熱溫度是1150-1400°C。
[0012] 更好的是，所述加熱溫度區(qū)間為等強度區(qū)間，加熱溫度范圍為T±20,單位為K，T 按照下式進行計算獲得：
[0013]
【主權(quán)項】
1. 一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，包括不銹鋼涂層復(fù)合工序，其特征在于： 在所述不銹鋼涂層復(fù)合工序中，采用碳鋼為基板，對碳鋼基板進行清潔處理，得到新鮮干燥 的表面，然后采用冷氣動力噴涂技術(shù)在碳基板的表面上制備一層不銹鋼涂層，不銹鋼復(fù)合 層的厚度范圍為復(fù)合板總厚度的0. 5%-1. 5%，復(fù)合板總厚度在1. 5_以上；所述復(fù)合板再經(jīng) 過等強度區(qū)加熱保溫、高熱軋制工藝和冷卻得到冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征在于，所 述清潔處理方法包括噴砂、酸洗、拋光中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征在于，所 述碳鋼基板的初始厚度大于最終產(chǎn)品不銹鋼涂層碳鋼板厚度的兩倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征在于，所 述等強度區(qū)加熱保溫中的加熱溫度是1150-1400°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征在于，所 述加熱溫度區(qū)間為等強度區(qū)間，加熱溫度范圍為T±20,單位為K，T按照下式進行計算獲 得：
式中，〇 s為不銹鋼室溫強度，單位為MPa，〇。為碳鋼室溫強度，單位為MPa，Ts為不銹 鋼熔點，單位為K，T。為碳鋼熔點，單位為K，I；為室溫，單位為K。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征 在于，所述等強度加熱保溫的保溫時間為t ±2,單位為min，t按照下式進行計算獲得： t = AX d 式中，A為加熱時間系數(shù)，單位為min/mm，A取值為2. 5-3. 5min/mm，d為帶有不銹鋼涂 層的復(fù)合板述的最初厚度，單位為mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征 在于，所述高溫軋制工藝采用壓下厚度遞減的多道次方式進行： 第一道次：dyl = 0. 25d ; 第二道次：dy2 = 0? 25ds ; 第三道次：dy3 = 0? 25ds，或 dy3 = 0? 2ds ; 第四道次：dy4 = 0? 25ds，或 dy4 = 0? 2ds ; 第五道次：dy5 = 0? 2ds…… 當(dāng)ds_dz彡0? 20ds時,為最后一道次，壓下量為dy = ds_dz ;式中dy為壓下厚度，dyl_dy5 為每一道次的壓下厚度，dz為最終產(chǎn)品不銹鋼碳鋼復(fù)合板的厚度，式中ds為每一道次不銹 鋼碳鋼復(fù)合板坯高溫軋制后的剩余厚度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，其特征在于，所 述冷卻速度v大于200°C /s。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板的制造方法，包括不銹鋼涂層復(fù)合工序，在所述不銹鋼涂層復(fù)合工序中，采用碳鋼為基板，對碳鋼基板進行清潔處理，得到新鮮干燥的表面，然后采用冷氣動力噴涂技術(shù)在碳基板的表面上制備一層不銹鋼涂層，不銹鋼復(fù)合層的厚度范圍為復(fù)合板總厚度的0.5%-1.5%，復(fù)合板總厚度在1.5mm以上；所述復(fù)合板再經(jīng)過等強度區(qū)加熱保溫、高熱軋制工藝和冷卻得到冷噴涂不銹鋼碳鋼復(fù)合板。本發(fā)明工藝操作簡單，可進行連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)。所制備產(chǎn)品不銹鋼復(fù)合層的厚度約為幾十微米到幾百微米之間，滿足了薄規(guī)格主要的需求。不銹鋼成分調(diào)節(jié)自由度高，產(chǎn)品成材率高。
【IPC分類】C23C24-04
【公開號】CN104805431
【申請?zhí)枴緾N201410030448
【發(fā)明人】張俊寶, 梁永立, 張宇軍, 楊曉萍, 史弼
【申請人】寶山鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月23日