一種不銹鋼/碳鋼切屑芯復(fù)合型鋼的制備方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種鋼材的制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】目前，由于不銹鋼材質(zhì)的型鋼不易磨損，耐腐蝕，質(zhì)感好，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣環(huán)境中建筑的屋頂、幕墻、側(cè)墻結(jié)構(gòu)架以及民用建筑中的門(mén)窗、櫥柜、爐具、太陽(yáng)能等。但不銹鋼價(jià)格較高，限制了它們的應(yīng)用。不銹鋼復(fù)合型鋼作為一種資源節(jié)約型的產(chǎn)品，減少了貴重金屬的消耗，實(shí)現(xiàn)低成本和高性能的完美結(jié)合，有良好的社會(huì)效益。一般以不銹鋼為復(fù)層，碳鋼為基材，它分為單面或雙面復(fù)層，雙面復(fù)合型鋼的中間層主要采用低碳鋼，并且目前均為板材。
[0003]不銹鋼復(fù)合材料的制備方法主要有爆炸復(fù)合與軋制復(fù)合。爆炸復(fù)合存在以下問(wèn)題:爆炸引起表面質(zhì)量差，造成噪聲和煙塵污染，生產(chǎn)效率較低，且不適合形狀較復(fù)雜的型鋼制作。軋制生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合產(chǎn)品均為符合板材，對(duì)于軋制生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合型鋼，尚未見(jiàn)報(bào)道。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種方法簡(jiǎn)單、成本低，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼的制備方法。本發(fā)明主要是采用碳鋼切肩作為不銹鋼管的中間層原料，通過(guò)制備復(fù)合坯料、加熱保溫、乳制復(fù)合制備成不銹鋼復(fù)合型鋼。
[0005]本發(fā)明的制備方法如下:
[0006](I)原料:
[0007]不銹鋼管和碳鋼切削加工產(chǎn)生的切肩，所述不銹鋼管為無(wú)縫管或直縫焊管。
[0008](2)原料處理:
[0009]對(duì)不銹鋼管內(nèi)壁進(jìn)行拋刷、高壓清洗，干燥處理。對(duì)碳鋼切肩進(jìn)行綜合處理，首先將碳鋼切肩進(jìn)行破碎并篩選出雜質(zhì)，然后在還原爐中加熱600?700°C，進(jìn)行退火處理，并清除表面油污和氧化層后冷卻。
[0010](3)制備復(fù)合坯料:
[0011]將步驟(2)的不銹鋼管放入到模具中，把步驟(2)處理好的碳鋼切肩填充到上述不銹鋼管中，在管兩端插入壓桿，經(jīng)600MPa?750MPa的單位壓力下壓實(shí)，然后繼續(xù)填料、壓實(shí)，反復(fù)進(jìn)行填充、壓實(shí)，直到管內(nèi)碳鋼切肩距管口 70?80mm后，在管的兩端分別填充10?20mm石墨粉并壓實(shí)。兩端添加石墨的目的是在不銹鋼管內(nèi)制造還原環(huán)境，防止加熱以及軋制過(guò)程中空氣進(jìn)入管內(nèi)，使內(nèi)部碳鋼切肩氧化。最后，取出上述壓桿，將管的兩端緊口，制備成復(fù)合坯料。
[0012]⑷加熱保溫:
[0013]將步驟(3)制備的復(fù)合坯料放入到加熱爐中加熱，加熱溫度為1100?1200°C，保溫30?60分鐘，復(fù)合棒的數(shù)量越多、坯料越大，保溫時(shí)間就越長(zhǎng)。
[0014](5)軋制復(fù)合:
[0015]將步驟(4)加熱后的復(fù)合坯料放在軋機(jī)上，為保證寬展部位獲得可以達(dá)到冶金結(jié)合的塑性變形，采用限制程度高的限制寬展孔型進(jìn)行軋制，利用軋制產(chǎn)生的壓力以及塑性變形使碳鋼切肩間、不銹鋼與碳鋼切肩間發(fā)生冶金結(jié)合，根據(jù)所需產(chǎn)品尺寸調(diào)整軋制道次及壓下量，在軋件較厚時(shí)結(jié)合立輥軋制調(diào)整軋件寬度。
[0016](6)后處理:
[0017]將軋制后的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼進(jìn)行平整矯直、酸洗、切邊定尺、超聲波探傷等；可根據(jù)需要將不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼的表面進(jìn)表面處理，如表面拉絲、拋光、壓花、著色等；也可根據(jù)需要將制成的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼進(jìn)行機(jī)械加工、焊接等，制成所需結(jié)構(gòu)。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、能夠有效的實(shí)現(xiàn)不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼中碳鋼切肩間、不銹鋼與碳鋼切肩間的冶金結(jié)合，碳鋼切肩芯的組織連續(xù)致密，復(fù)合型鋼的表面質(zhì)量好，不銹鋼壁厚分布均勻。
[0020]2、方法簡(jiǎn)單、成本低，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。
[0021]3、與實(shí)芯不銹鋼復(fù)合型鋼相比具有更優(yōu)異的性能價(jià)格比。
[0022]4、所制得的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼與實(shí)芯不銹鋼復(fù)合型鋼一樣，具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和塑性變形能力，可以進(jìn)行一定的壓力加工，如折彎，沖壓，剪切等，可以制備成各種結(jié)構(gòu)件。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明復(fù)合坯料制備模具示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明復(fù)合坯料端部緊口示意圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1孔型軋制復(fù)合角鋼示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2孔型軋制復(fù)合槽鋼示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1
[0028]采用304不銹鋼無(wú)縫管I和Q195碳鋼切肩2為原料，其中不銹鋼管直徑為200mm，管壁厚20mm。對(duì)上述不銹鋼管內(nèi)壁進(jìn)行拋刷、高壓清洗，干燥處理。將碳鋼破碎并篩選出雜質(zhì)，然后在還原爐中加熱600°C，進(jìn)行退火處理，并清除表面油污和氧化層后冷卻。將上述不銹鋼管放入到模具5中，采用壓力機(jī)將上述處理好的碳鋼切肩填充到上述不銹鋼管中，使不銹鋼管和碳鋼切肩芯之間為緊配合，管兩端插入壓桿3，在600MPa的單位壓力下壓實(shí)，然后繼續(xù)填料、壓實(shí)，反復(fù)進(jìn)行填料、壓實(shí)，直到管內(nèi)碳鋼切肩距管口 70mm后，在管的兩端填充1mm厚的石墨粉4并壓實(shí)，兩端添加石墨的目的是防止加熱以及軋制過(guò)程中空氣進(jìn)入管內(nèi)，使內(nèi)部碳鋼切肩氧化，如圖1所示。最后，取出上述壓桿，將管的兩端緊口，如圖2所示。
[0029]將上述制備好的復(fù)合坯料放入到加熱爐中加熱，加熱溫度為1100°C，保溫60分鐘，然后將復(fù)合坯料在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，采用限制寬展孔型進(jìn)行軋制，經(jīng)10道次軋制后，再進(jìn)行平整、矯直，即制成不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合角鋼，如圖3所示。最后，將上述復(fù)合角鋼在酸洗液中清洗，去除表面的氧化皮等，并切邊定尺、探傷檢查，即制成合格的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合角鋼。
[0030]實(shí)施例2
[0031]采用304不銹鋼直縫焊管和Q195碳鋼切肩為原料，其中不銹鋼管直徑為200mm，管壁厚20mm。對(duì)上述不銹鋼管內(nèi)壁進(jìn)行拋刷、高壓清洗，干燥處理。將碳鋼破碎并篩選出雜質(zhì)，然后在還原爐中加熱700°C，進(jìn)行退火處理，并清除表面油污和氧化層后冷卻。將上述不銹鋼管放入到模具中，采用壓力機(jī)將上述處理好的碳鋼切肩填充到上述管中，使不銹鋼管和碳鋼切肩芯之間為緊配合，管兩端插入壓桿，經(jīng)750MPa的壓力下壓實(shí)，然后繼續(xù)填料、壓實(shí)，反復(fù)進(jìn)行填料、壓實(shí)，直到管內(nèi)碳鋼切肩距管口 80mm后，在管的兩端填充20mm厚的石墨粉并壓實(shí)，兩端添加石墨的目的是防止加熱以及軋制過(guò)程中空氣進(jìn)入管內(nèi)，使內(nèi)部碳鋼切肩氧化。最后，取出上述壓桿，將管的兩端緊口。
[0032]將上述制備好的復(fù)合坯料放入到加熱爐中加熱，加熱溫度為1200°C，保溫30分鐘，然后將復(fù)合坯料在軋機(jī)上進(jìn)行軋制，采用限制寬展孔型進(jìn)行軋制，經(jīng)10道次軋制后，再進(jìn)行平整、矯直，即制成不銹鋼復(fù)合槽鋼，如圖4所示。最后，將上述復(fù)合槽鋼在酸洗液中清洗，去除表面的氧化皮等，并切邊定尺、探傷檢查，即制成合格的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合槽鋼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼的制備方法，其特征在于: (1)原料為不銹鋼管和碳鋼切削加工產(chǎn)生的切肩，所述不銹鋼管為無(wú)縫管或直縫焊管； (2)對(duì)不銹鋼管內(nèi)壁進(jìn)行拋刷、高壓清洗，干燥處理；將碳鋼切肩進(jìn)行破碎并篩選出雜質(zhì)，然后在還原爐中加熱600?700°C，進(jìn)行退火處理，并清除表面油污后冷卻； (3)將步驟(2)不銹鋼管放入到模具中，把步驟(2)處理好的碳鋼切肩填充到上述管中，管兩端插入壓桿，經(jīng)600MPa?750MPa的壓力下壓實(shí)，然后繼續(xù)填料，反復(fù)壓實(shí)，直到管內(nèi)碳鋼切肩距管口 70?80mm后，在管的兩端填充10?20mm厚的石墨粉并壓實(shí)，最后，取出上述壓桿，將管的兩端緊口 ； (4)將上述復(fù)合坯料放入到加熱爐中加熱，溫度為1100?1200°C，保溫30?60分鐘； (5)將上述加熱后的復(fù)合坯料放在軋機(jī)上，采用限制程度高的限制寬展孔型軋制，根據(jù)所需產(chǎn)品尺寸調(diào)整軋制道次及壓下量，在軋件較厚時(shí)結(jié)合立輥軋制調(diào)整軋件寬度； (6)將軋制后的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼進(jìn)行平整矯直、酸洗、切邊定尺、超聲波探傷等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼的制備方法，其特征在于:根據(jù)需要將不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼的表面進(jìn)表面拉絲、拋光、壓花、著色等表面處理，或根據(jù)需要將制成的不銹鋼/碳鋼切肩芯復(fù)合型鋼進(jìn)行機(jī)械加工，制成所需要的結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】一種不銹鋼/碳鋼切屑芯復(fù)合型鋼的制備方法，其包括如下步驟：(1)使用不銹鋼鋼管以及碳鋼切削加工的切屑為原料；(2)將碳鋼切屑?jí)喝氲讲讳P鋼管中，制成復(fù)合坯料；(3)將壓裝好的不銹鋼/碳鋼切屑芯復(fù)合坯料放入到加熱爐中加熱，加熱溫度1100～1200℃，保溫時(shí)間30-60分鐘；(4)將加熱后的復(fù)合坯料在軋機(jī)上進(jìn)行孔型軋制；(5)軋制到規(guī)定尺寸后，進(jìn)行定尺剪切。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、成本低，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)，制成的不銹鋼/碳鋼切屑芯復(fù)合型鋼中碳鋼切屑間、不銹鋼與碳鋼切屑間形成冶金結(jié)合，碳鋼切屑芯的組織連續(xù)致密，復(fù)合型鋼的表面質(zhì)量好，不銹鋼壁厚分布均勻，和生產(chǎn)的實(shí)心不銹鋼型鋼相比具有更優(yōu)異的性能價(jià)格比。
【IPC分類(lèi)】B23P15/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104889677
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510217145
【發(fā)明人】謝紅飆, 肖宏, 許秀梅, 張少坤, 張立剛, 王健
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日