復合變截面金屬板的生產方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復合變截面金屬板的生產方法，包括：將需要復合的覆層及基層板坯表面進行清理；將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合獲得組合坯，再將所述組合坯經加熱爐加熱至850℃-1350℃后，軋制至指定厚度獲得復合金屬板；將所述復合金屬板進行變截面軋制獲得復合變截面金屬板，所述復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板。本發(fā)明提供的一種復合變截面金屬板的生產方法，是將兩種或兩種以上金屬板坯復合后進行變截面軋制而成，可充分發(fā)揮其兩種金屬板坯的不同性能，提高了產品的性能，降低了生產成本。
【專利說明】復合變截面金屬板的生產方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬復合板軋制【技術領域】，特別涉及一種復合變截面金屬板的生產方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國鋼鐵技術的發(fā)展，鋼鐵材料應用到了越來越多的領域，如航空、汽車、家電、橋梁等。不同的行業(yè)所需的鋼材性能也是不同的，但制造出環(huán)保和能源友好型產品是各個行業(yè)的共同目標。鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，也特別提到了要充分利用新工藝、新裝備、新技術來降低環(huán)境污染和解決全球能源短缺問題。
[0003]為解決上述問題，大量高性能材料紛紛研制出來，如超高強度薄規(guī)格鋼板、高強度耐火耐候鋼板等。但是這些材料均是針對某一種性能改善而研發(fā)的，且市場價格較高。因此為了降低產品價格并提高產品性能，一種辦法是將高性能金屬板材通過特殊手段與普通板材復合使用，復合金屬板既具備優(yōu)質金屬材料的特殊性能(如耐蝕性、耐磨性)，又可以節(jié)約大量的貴重金屬，在保證技術要求的同時可大幅降低成本，具有很高的經濟價值。
[0004]另一種辦法是通過采用變截面軋制技術，通過在軋制過程中動態(tài)調節(jié)輥縫獲得不同厚度、實現不同規(guī)格板材的柔性過渡連接。這樣的變截面鋼板能明顯減輕質量，與拼焊板相比具有更好承載能力與更高的生產效率。
[0005]而目前市場中所有產品通常只利用了上述中的一種辦法所提供的技術，而不能將兩者優(yōu)勢整合。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高產品性能，降低生產成本的復合變截面金屬板的生產方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種復合變截面金屬板的生產方法，包括:將需要復合的覆層及基層板坯表面進行清理；
[0008]將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合獲得組合坯，再將所述組合坯經加熱爐加熱至850°C -1350°C后，軋制至指定厚度獲得復合金屬板；
[0009]將所述復合金屬板進行變截面軋制獲得復合變截面金屬板，所述復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板，每一個變化周期段內設有兩種或兩種以上的厚度區(qū)，每一個變化周期段內的相鄰的任意兩種厚度區(qū)之間均設有厚度過渡區(qū)。
[0010]進一步地,所述復合金屬板由兩種或兩種以上材料組成；
[0011 ] 所述覆層及基層板坯材料包括:碳鋼、不銹鋼、耐磨鋼、“鋁及鋁合金”、“鈦及鈦合金”、銅、銅合金。
[0012]進一步地，所述復合金屬板的厚度控制在0.5mm-3.5mm。
[0013]進一步地，所述覆層的長度與基層板坯相同，覆層的寬度與基層板坯相同。
[0014]進一步地，所述將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合時，采用焊合獲得組合坯。
[0015]進一步地，將所述組合坯經加熱爐加熱后進行軋制時，軋制首道次壓下率> 35%。
[0016]進一步地，所述將復合金屬板進行變截面軋制時，采用一道次軋制完成。
[0017]進一步地，所述復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板，一個變化周期內有兩種或兩種以上的厚度區(qū)及相鄰厚度區(qū)之間的過渡區(qū)。
[0018]進一步地，所述將復合金屬板進行變截面軋制時，厚度均一段軋制速度控制在0.8m/s-1.5m/s,過渡區(qū)軋制速度控制在0.3m/s-0.6m/s。
[0019]本發(fā)明提供的一種復合變截面金屬板的生產方法，是將兩種或兩種以上金屬板坯復合后進行變截面軋制而成，可充分發(fā)揮其兩種金屬板坯的不同性能，在使用過程中有較長的使用壽命，同時可適應于特殊的環(huán)境，可設計性強、抗疲勞性能好、耐腐蝕性能好、結構尺寸穩(wěn)定性好，可以完成不同厚度的板坯一體化成型，生產成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例提供的復合金屬板的結構示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例提供的將復合金屬板進行變截面軋制的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例提供的復合變截面金屬板的結構示意圖。
[0023]其中，I為覆層板還,2為基層板還。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明實施例提供的一種復合變截面金屬板的生產方法，包括:
[0025]步驟S1:將需要復合的覆層及基層板坯表面進行清理。
[0026]步驟S2:將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合獲得組合坯，再將所述組合坯經加熱爐加熱至850°C -1350°C后，軋制至指定厚度獲得復合金屬板，復合金屬板結構示意圖如圖1所示。
[0027]不同板坯在進行熱軋前必須加熱到相應的溫度，由于不同金屬材料的組織性能不一樣，在充分發(fā)揮其性能，在軋制前所需要加熱的溫度也是不一樣的，850°C -1350°C是涵蓋了所有能進行生產這種復合變截面金屬板的基層及覆層的金屬板的加熱范圍。
[0028]步驟S3:將所述復合金屬板進行變截面軋制獲得復合變截面金屬板，復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板，每一個變化周期段內設有兩種或兩種以上的厚度區(qū)，每一個變化周期段內的相鄰的任意兩種厚度區(qū)之間均設有厚度過渡區(qū)。將復合金屬板進行變截面軋制的示意圖如圖2所示，復合變截面金屬板的結構圖如圖3所示。
[0029]其中，步驟SI將需要復合的覆層及基層板坯表面進行清理，具體包括:
[0030]將需要復合的覆層及基層板坯表面進行清理，去除表面油污、銹蝕及氧化層，并吹干，清理后的表面潔凈可見金屬光澤。所述需要復合的覆層的長度與基層板坯相同，覆層的寬度與基層板坯相同，覆層的厚度與基層板坯可以相同，也可以不相同。
[0031]上述操作是為了使覆層與基層進行更好的復合，如果沒有進行表面處理，經過軋制后會出現覆層與基層無法完全復合，甚至兩層金屬板直接在軋制過程中錯位的現象發(fā)生。不進行這樣的處理，會直接導致復合軋制的失敗。
[0032]所需復合的覆層與基層板坯長、寬尺寸相同是為了在軋制過程中有相同的延伸率，是軋制出的復合板上下表面延展均勻，如果尺寸不同，在復合軋制的過程中，可能出現小尺寸的板坯嵌入到大尺寸板坯中。變截面軋制是在冷軋機上實現的，如果厚度范圍變化太大，在厚度變化過程中會超過軋機負荷。
[0033]所述覆層及基層板坯材料包括:碳鋼、不銹鋼、耐磨鋼、“鋁及鋁合金”、“鈦及鈦合金”、銅、銅合金。
[0034]步驟S2中，所述將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合時，采用焊合獲得組合坯。如果不進行焊合，僅將兩個表面處理過的板坯放在一起，加熱后進行軋制，兩個板坯在軋機咬入的過程中必定會發(fā)生錯位，軋制出的復合板形狀將不可控，還有可能損壞軋機。這樣就不可能軋制出如圖1所示的復合金屬板。
[0035]再將所述組合坯經加熱爐加熱至850°C -1350°C后，軋制至指定厚度獲得復合金屬板。所述復合金屬板采用兩種或兩種以上材料的板坯組成。將所述組合坯經加熱爐加熱后進行軋制時，軋制首道次壓下率≥ 35%。經過大量現場的實驗表明，如果首道次的壓下率小于35%，板坯的復合效果就會很差，即出現覆層和基層部分分離或完全分離，只有在首道次壓下率≥35%的情況下，板還才能很好的復合。復合金屬板的厚度控制在0.5mm-3.5mm。
[0036]步驟S3中，所述將復合金屬板進行變截面軋制時，采用一道次軋制完成。目前變截面軋制采用的均是單機 架的冷軋機，實現的連續(xù)生產，只需要一道次即可軋制完成，只不過來料為普通的帶鋼，而本發(fā)明的不同之處在于選擇了復合后的帶鋼，再進行變截面軋制，其生產出來的產品不僅滿足變截面軋制后鋼板所具有的輕量化的要求，根據不同板材復合還使其具有所需的金屬特性，價格相對低廉。
[0037]所述將復合金屬板進行變截面軋制時,厚度均一段軋制速度控制在0.8m/s-l.5m/s,過渡區(qū)軋制速度控制在0.3m/s-0.6m/s。周期變厚度軋制過程中，為了保證軋制精度同時又具有較高的軋制效率，采取厚度均勻一段高速軋制，厚度過渡區(qū)低速軋制的策略。變截面軋制過程是連續(xù)并具有周期性的，可以提高產品的生產效率，可見變截面復合板的生產效率較普通冷軋板是有大幅提高的。
[0038]所述復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板，一個變化周期內有兩種或兩種以上的厚度區(qū)及相鄰厚度區(qū)之間的過渡區(qū)。變截面軋制技術是通過在軋制過程中動態(tài)調節(jié)輥縫獲得不同厚度、實現不同規(guī)格板材的柔性過渡連接。這樣的變截面鋼板能明顯減輕質量，與拼焊板相比具有更好承載能力與更高的生產效率?，F有的技術僅是用一種金屬板進行變截面軋制。而有些領域如航空所需要的板材兩個表面需要滿足不同的特性，通過復合變截面技術才能滿足。
[0039]本發(fā)明提供的一種復合變截面金屬板的生產方法，是將兩種或兩種以上金屬板坯復合后進行變截面軋制而成，可充分發(fā)揮其兩種金屬板坯的不同性能，在使用過程中有較長的使用壽命，同時可適應于特殊的環(huán)境，可設計性強、抗疲勞性能好、耐腐蝕性能好、結構尺寸穩(wěn)定性好，可以完成不同厚度的板坯一體化成型，生產成本低，可用于航空、汽車、家電等眾多領域，
[0040]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0041]實施例1:
[0042]制備不銹鋼/碳鋼的復合變截面金屬板，其制備過程按以下步驟進行:
[0043]1、板坯表面清理[0044]選取不銹鋼lCrl8Ni9Ti作為復合板覆板材料，選取碳鋼Q235作為復合板基板材料。不銹鋼板的尺寸為5mm (j?) X 1000mm (長)X 500mm (寬)，數量I件。碳鋼板的尺寸為IOmm (厚)XlOOOmm (長)X500mm (寬)，數量為I件。將不銹鋼板及碳鋼板任意一個平面進行清理，去除表面油污、銹蝕及氧化層，并吹干，清理后的表面潔凈可見金屬光澤。
[0045]2、板坯軋制復合
[0046]將清理后的兩件板坯相對疊放，疊放好后保證清理干凈的表面相對，板坯四周對齊。將相鄰板坯的所有接觸面進行焊合得到組合坯。組合坯尺寸為15mm (厚)X 1000mm(長)X500mm(寬)。將組合坯放入加熱爐加熱至1200°C保溫lh，將加熱后的組合坯進行軋制復合，軋制首道次壓下率40%,軋制速度1.0m/s,軋制后復合金屬板尺寸為3mm(厚)X 5000mm(長)X 500mm (寬)。
[0047]3、復合金屬板變截面軋制
[0048]將復合金屬板進行變截面軋制，獲得復合變截面金屬板。
[0049]復合金屬板的變截面軋制采用一道次完成，軋制成周期性縱向變截面板材，每一個變化周期段內設有兩種厚度區(qū)，兩種厚度區(qū)之間均設有厚度過渡區(qū)。
[0050]一個變化周期內變截面復合板的兩種厚度為2mm及1.4_，分別對應的長度為300mm及500mm,過渡區(qū)長度為200mm。
[0051]變截面軋制過程中均一厚度區(qū)軋制速度lm/s,過渡區(qū)軋制速度0.4m/sο
[0052]實施例2:
[0053]制備鈦/碳鋼的復合變截面金屬板，其制備過程按以下步驟進行:
[0054]1、板坯表面清理
[0055]選取TA2作為復合板覆板材料，選取碳鋼Q345作為復合金屬板基板材料。鈦板的尺寸為4mm (厚)X 1000mm (長)X 400mm (寬)，數量為I件。碳鋼板尺寸為6mm (厚)X 1000mm(長)X400mm (寬)，數量為I件。將鈦板及碳鋼板任意一個平面進行清理，去除表面油污、銹蝕及氧化層，并吹干，清理后的表面潔凈可見金屬光澤。
[0056]2、板坯軋制復合
[0057]將清理后的板坯相對疊放，疊放好后保證清理干凈的表面相對，板坯四周對齊。將相鄰板還的所有接觸面進行焊合得到組合還。組合還尺寸為IOmm(厚)X 1000mm(長)X 400mm(寬)。將組合坯放入加熱爐加熱至1250°C保溫0.5h，將加熱后的組合坯進行軋制復合，軋制首道次壓下率45%,軋制速度0.9m/s,軋制完成后復合金屬板尺寸為2mm (厚)X 5000mm(長)X 400mm (寬)。
[0058]3、復合金屬板變截面軋制
[0059]將復合金屬板進行變截面軋制，獲得復合變截面金屬板。
[0060]復合金屬板的變截面軋制采用一道次完成，軋制成周期性縱向變截面板材，每一個變化周期段內設有三種厚度區(qū)，每相鄰的任意兩種厚度區(qū)之間均設有厚度過渡區(qū)。
[0061]一個變化周期內變截面復合板的三種厚度連續(xù)變化依次為1.8mm、1.4mm及
0.8mm,分別對應的長度為200mm、300mm及250mm,過渡區(qū)長度均為150mm。
[0062]變截面軋制過程中均一厚度區(qū)軋制速度1.2m/s，過渡區(qū)軋制速度0.3m/s。
[0063]實施例3:
[0064]制備銅/碳鋼/銅的雙面復合變截面金屬板，其制備過程按以下步驟進行:[0065]1、板還表面清理
[0066]選取黃銅H68作為復合板覆板材料,選取碳鋼Q235作為復合金屬板基板材料。銅板的尺寸為5mm (厚)X 1000mm (長)X900mm (寬)，數量為2件，碳鋼板尺寸為IOmm(厚)X IOOOmm (長)X 900mm (寬)，數量為I件。將銅板的其中一個表面及碳鋼板的兩個平面進行清理，去除表面油污、銹蝕及氧化層，并吹干，清理后的表面潔凈可見金屬光澤。
[0067]2、板坯軋制復合
[0068]將清理后的板坯按照銅板、碳鋼板、銅板的順序進行疊放，疊放好后保證清理干凈的表面相對，板坯四周對齊。將相鄰板坯的所有接觸面進行焊合得到組合坯。組合坯尺寸為20mm (厚)X 1000mm (長)X900mm (寬)。將組合坯放入加熱爐加熱至1000°C保溫1.5h，將加熱后的組合坯進行軋制復合，軋制首道次壓下率45%，軋制速度0.8m/s,軋制完成后復合金屬板尺寸為2.5mm (厚)X8000mm (長)X900mm (寬)。
[0069]3、復合金屬板變截面軋制
[0070]將復合金屬板進行變截面軋制，獲得復合變截面金屬板。
[0071]復合金屬板的變截面軋制采用一道次完成，軋制成周期性縱向變截面板材，每一個變化周期段內設有兩種厚度區(qū)，兩種厚度區(qū)之間設有厚度過渡區(qū)。
[0072]一個變化周期內變截面復合板的兩種厚度為2mm及1.5mm，分別對應的長度為800mm及400mm,過渡區(qū)長度為300mm。
[0073]變截面軋制過程中均一厚度區(qū)軋制速度1.3m/s,過渡區(qū)軋制速度0.5m/s。
[0074]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于，包括: 將需要復合的覆層及基層板坯表面進行清理； 將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合獲得組合坯，再將所述組合坯經加熱爐加熱至850°C -1350°C后，軋制至指定厚度獲得復合金屬板； 將所述復合金屬板進行變截面軋制獲得復合變截面金屬板； 所述復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板，每一個變化周期段內設有兩種或兩種以上的厚度區(qū)，每一個變化周期段內的相鄰的任意兩種厚度區(qū)之間均設有厚度過渡區(qū)。
2.如權利要求1所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 所述復合金屬板由兩種或兩種以上材料組成； 所述覆層及基層板坯材料包括:碳鋼、不銹鋼、耐磨鋼、“鋁及鋁合金”、“鈦及鈦合金”、銅、銅合金。
3.如權利要求1所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 所述復合金屬板的厚度控制在0.5mm-3.5mm。
4.如權利要求1所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 所述覆層的長度與基層板坯相同，覆層的寬度與基層板坯相同。
5.如權利要求1所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 所述將經過清理的所述覆層及基層板坯進行組合時，采用焊合獲得組合坯。
6.如權利要求1所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 將所述組合坯經加熱爐加熱后進行軋制時，軋制首道次壓下率> 35%。
7.如權利要求1所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 所述將復合金屬板進行變截面軋制時，采用一道次軋制完成。
8.如權利要求1-7任一項所述復合變截面金屬板的生產方法，其特征在于: 所述復合變截面金屬板為周期性縱向變截面板，一個變化周期內有兩種或兩種以上的厚度區(qū)及相鄰厚度區(qū)之間的過渡區(qū)。
9.如權利要求6所述復合變截面金屬板的生產方法,其特征在于: 所述將復合金屬板進行變截面軋制時，厚度均一段軋制速度控制在0.8m/s-l.5m/s,過渡區(qū)軋制速度控制在0.3m/s-0.6m/so
【文檔編號】B21B1/22GK103611727SQ201310583007
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】陳麗娟, 汪榮, 韓斌 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司