專利名稱：鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬?gòu)?fù)合材料，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料。同時(shí)，本發(fā)明還公開(kāi)了該復(fù)合材料的制造方法。
背景技術(shù)：
金屬鈦?zhàn)鳛橐环N稀有金屬，具有密度小、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、無(wú)磁、透聲、抗沖擊振動(dòng)等良好的綜合性能，是優(yōu)質(zhì)的耐腐蝕輕型結(jié)構(gòu)材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料。由熱軋卷經(jīng)冷軋制造的帶卷主要用于發(fā)電站冷凝器、板式換熱器、化工、建筑等方面，用量約占總量的80%，而這些主要是利用了鈦金屬的耐腐蝕性，由于，鈦金屬資源少，制造難度大，其價(jià)格非常昂貴。
現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用下述方案來(lái)解決上述問(wèn)題
一、使用純鈦材料制做耐腐蝕器具。如鈦管和鈦容器等。該方案存在的缺陷鈦材價(jià)格昂貴，使鈦金屬制品制造成本高，產(chǎn)品價(jià)格昂貴，不能得到廣泛的應(yīng)用。二、采用爆炸法和熱軋法制造鈦鋼復(fù)合板。該方案存在的缺陷只能板塊生產(chǎn)，厚度精度差，不能成帶卷，因此不能用作精密制管和小防腐容器。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種使用性能與鈦金屬相同，而整體機(jī)械性能超過(guò)純鈦的新材料，即鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，以鋼帶卷作為基材，基材的上、下兩面中的至少有一面復(fù)合有純鈦卷板，復(fù)合材料金屬分層重量比為鈦10 30%，鋼70 90%。優(yōu)選地，所述基材的一面復(fù)合有純鈦卷板。進(jìn)一步，所述鋼帶卷為熱軋或冷軋?zhí)妓劁撲搸Ь恚捎肧PHC/SPCC或SPHE/SPCE碳素鋼。進(jìn)一步，所述鋼帶卷厚度為2. O 8. 0mm，寬度為300 1000mm。進(jìn)一步,所述純鈦卷板為TAl或TA2。進(jìn)一步，所述純鈦卷板厚度為O. 3 2. Omm,寬度為300 1000mm。制造鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟如下
①、冷軋
軋機(jī)的入口側(cè)設(shè)有二套帶卷開(kāi)卷設(shè)備，分上下布置；
下層的鋼帶開(kāi)卷后，經(jīng)砂帶打磨機(jī)將鋼帶上下表面的氧化鐵皮打磨干凈，然后用鋼絲刷機(jī)將鋼帶表面刷毛，使其表面達(dá)到復(fù)合軋制要求的表面織構(gòu)；
上層的鈦帶開(kāi)卷后，用鋼絲刷機(jī)將復(fù)合面的表面刷毛，使其復(fù)合面也達(dá)到復(fù)合要求的表面織構(gòu)；
兩層金屬經(jīng)表面處理好后同時(shí)穿過(guò)軋機(jī)，并將帶頭送至卷進(jìn)取機(jī)鉗口夾住，使復(fù)合后的帶材纏繞在卷取機(jī)的卷筒上，進(jìn)行復(fù)合軋制，軋制變形量為60 70% ；
②、真空罩式退火
將復(fù)合帶卷垛放在罩式退火爐臺(tái)上，每?jī)删碇g放置一塊中間對(duì)流板，頂部放頂部對(duì)流板，扣上保護(hù)內(nèi)罩和加熱罩，爐內(nèi)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到升溫退火要求，按30°C /h的升溫速度，將爐溫升到650 760V，保溫4 6小時(shí)；
開(kāi)始降溫，移出加熱罩，扣上冷卻罩，空冷至550°C，再采取快速水冷卻至90°C以下，再吊開(kāi)冷卻罩和保護(hù)罩，冷卻至40°C ；
③、平整 經(jīng)復(fù)合軋制和退火后的復(fù)合帶卷，通過(guò)四輥單機(jī)架平整機(jī)進(jìn)行平整，帶材的平整度為I. O 3. 0%。進(jìn)一步，平整操作后還設(shè)有精整步驟，精整步驟包括
①、質(zhì)量檢查，將不良品和不合格品切除；
②、縱剪分條或橫剪定尺剪板；
③、包裝入庫(kù)。制造方法中，復(fù)合軋制后的帶卷在真空罩式退火爐進(jìn)行退火，消除冷軋加工硬化，同時(shí)在復(fù)合材料的結(jié)合界面上鈦、鋼原子擴(kuò)散，使鈦鋼結(jié)合面上達(dá)到原子間結(jié)合形成一體，從而制造成一種表面性能等同于純鈦而內(nèi)在性能超過(guò)純鈦的新材料。本發(fā)明鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果表現(xiàn)在
I、節(jié)約鈦資源，在使用鈦鋼復(fù)合材料，鈦的含量?jī)H為10 30%。2、降低鈦制品的生產(chǎn)成本，鈦鋼復(fù)合材料的成本只有純鈦的1/3。3、使有限的鈦資源得到合理的使用，可以更廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖I是本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式作為本發(fā)明的第一實(shí)施例，請(qǐng)參閱圖1，鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，是以鋼帶卷I作為基材，基材I的上、下兩面均復(fù)合有純鈦卷板2，其中
鋼帶卷I為熱軋或冷軋?zhí)妓劁撲撲搸Ь恚穸葹?. O 8. Omm,寬度為300 1000mm，采用 SPHC/SPHE 或 SPCC/SPCE 碳素鋼。純鈦卷板2為TAl或TA2，厚度為O. 3 2. Omm,寬度為300 1000mm。作為本發(fā)明的第二實(shí)施例，請(qǐng)參閱圖2，基材I的上面復(fù)合有純鈦卷板2，其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相同。
作為第二實(shí)施例的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料的制造方法，現(xiàn)以第三實(shí)施例和第四實(shí)施例示出
第三實(shí)施例
①、原料準(zhǔn)備
A、鋼帶熱軋?zhí)妓劁撲搸Ь?，鋼種為SPHC。規(guī)格2· O 8. 0X300 IOOOXCmm (根據(jù)復(fù)合成品規(guī)格要求確定原料規(guī)格) 化學(xué)成份為
權(quán)利要求
1.鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，以鋼帶卷作為基材，基材的上、下兩面中的至少有一面復(fù)合有純鈦卷板，復(fù)合材料金屬分層重量比為鈦10 30%，鋼70 90%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，所述基材的一面復(fù)合有純鈦卷板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，所述鋼帶卷為熱軋或冷軋?zhí)妓劁撲搸Ь恚捎肧PHC/SPCC或SPHE/SPCE碳素鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，所述鋼帶卷厚度為·2.O 8. Omm,寬度為 300 1000mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，所述純鈦卷板為TAl或 TA2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料，其特征在于，所述純鈦卷板厚度為·0.3 2. Omm,寬度為 300 1000mm。
7.制造權(quán)利要求2 6任一項(xiàng)所述鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料的方法，其特征在于，步驟如下 ①、冷軋 軋機(jī)的入口側(cè)設(shè)有二套帶卷開(kāi)卷設(shè)備，分上下布置； 下層的鋼帶開(kāi)卷后，經(jīng)砂帶打磨機(jī)將鋼帶上下表面的氧化鐵皮打磨干凈，然后用鋼絲刷機(jī)將鋼帶表面刷毛，使其表面達(dá)到復(fù)合軋制要求的表面織構(gòu)； 上層的鈦帶開(kāi)卷后，用鋼絲刷機(jī)將復(fù)合面的表面刷毛，使其復(fù)合面也達(dá)到復(fù)合要求的表面織構(gòu)； 兩層金屬經(jīng)表面處理好后同時(shí)穿過(guò)軋機(jī)，并將帶頭送至卷進(jìn)取機(jī)鉗口夾住，使復(fù)合后的帶材纏繞在卷取機(jī)的卷筒上，進(jìn)行復(fù)合軋制，軋制變形量為60 70% ； ②、真空罩式退火 將復(fù)合帶卷垛放在罩式退火爐臺(tái)上，每?jī)删碇g放置一塊中間對(duì)流板，頂部放頂部對(duì)流板，扣上保護(hù)內(nèi)罩和加熱罩，爐內(nèi)抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到升溫退火要求，按30°C /h的升溫速度，將爐溫升到650 760V，保溫4 6小時(shí)； 開(kāi)始降溫，移出加熱罩，扣上冷卻罩，空冷至550°C，再采取快速水冷卻至90°C以下，再吊開(kāi)冷卻罩和保護(hù)罩，冷卻至40°C ； ③、平整 經(jīng)復(fù)合軋制和退火后的復(fù)合帶卷，通過(guò)四輥單機(jī)架平整機(jī)進(jìn)行平整，帶材的平整度為·1.O 3. 0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料的制造方法，其特征在于，平整操作后還設(shè)有精整步驟，精整步驟包括 ①、質(zhì)量檢查，將不良品和不合格品切除； ②、縱剪分條或橫剪定尺剪板； ③、包裝入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬?gòu)?fù)合材料，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種鈦-鋼冷軋層壓復(fù)合材料及其制造方法。以鋼帶卷作為基材，基材的上、下兩面中的至少有一面復(fù)合有純鈦卷板，復(fù)合材料金屬分層重量比為鈦10～30%，鋼70～90%。復(fù)合軋制后的帶卷在真空罩式退火爐進(jìn)行退火，消除冷軋加工硬化，同時(shí)在復(fù)合材料的結(jié)合界面上鈦、鋼原子擴(kuò)散，使鈦鋼結(jié)合面上達(dá)到原子間結(jié)合形成一體，從而制造成一種表面性能等同于純鈦而內(nèi)在性能超過(guò)純鈦的新材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，節(jié)約鈦資源，在使用鈦鋼復(fù)合材料，鈦的含量?jī)H為10～30%；降低鈦制品的生產(chǎn)成本，鈦鋼復(fù)合材料的成本只有純鈦的1/3；使有限的鈦資源得到合理的使用，可以更廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B21B1/38GK102935741SQ20121046648
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者徐瀧, 柯貴生 申請(qǐng)人:安徽博特金屬?gòu)?fù)合材料制造有限公司