采用軋機軋制生產鈦與不銹鋼復合卷的方法與流程

本發明涉及一種采用軋機軋制生產鈦與不銹鋼復合卷的方法，屬于金屬復合熱卷生產領域，可以在金屬復合材料熱軋生產上運用。

背景技術：

鈦與不銹鋼復合板的基層材料可以使用304、316L、1Cr13和雙相不銹鋼等各種牌號的不銹鋼，覆層材料可以使用TA1、TA2等各種牌號的鈦材；材質和厚度可以自由組合，滿足不同用戶的需要；鈦與不銹鋼復合板廣泛應用于海洋凈化、石油、化工、鹽業、水利電力等行業，鈦與不銹鋼復合板作為一種資源節約型的產品，可以減少貴重金屬的消耗，大幅度降低工程造價；實現低成本和高性能的完美結合，有良好的社會效益。

鈦與不銹鋼復合板生產的方法主要是爆炸復合法、熱軋法。爆炸復合法可以生產復合板總厚度可以達到幾百毫米厚的復合板，但是不適合生產總厚度小于10mm的較薄的復合鋼板，故鈦與不銹鋼復合板應用領域受限制；另外，爆炸復合利用炸藥的能量生產，對環境會造成振動、噪聲和煙塵污染。熱軋法由于受鈦和不銹鋼兩種不同金屬材料軋制溫度(鈦850℃、不銹鋼1200℃)的影響、軋制過程中翹、扣頭影響(兩種不同金屬的延伸率不同)、及軋制過程溫降影響而導致軋制失敗，故目前熱軋法應用較少。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種采用軋機軋制生產鈦與不銹鋼復合卷的方法，可解決兩種不同金屬間軋制溫度的影響、及軋制過程中翹、扣頭影響。另外，本發明還將解決軋制過程的溫降問題。

為解決上述第一個技術問題本發明所采用的技術方案是：采用軋機軋制生產鈦與不銹鋼復合卷的方法，采用的坯體結構為：包括由下往上依次疊設的下層不銹鋼板、下層鈦板、隔離層、上層鈦板、上層不銹鋼板，上層不銹鋼板與下層不銹鋼板之間通過設于兩者四周的封條板連接，且上層不銹鋼板、下層不銹鋼板、封條板三者配合形成密閉腔體，并使得上層鈦板、隔離層、下層鈦板設于密閉腔體內，密閉腔體內預留有上層鈦板、下層鈦板的延伸空間。

進一步的是：上層鈦板的四周側壁均與密閉腔體的內側壁具有間隙，下層鈦板的四周側壁均與密閉腔體的內側壁具有間隙。

進一步的是：上層不銹鋼板、上層鈦板、隔離層、下層鈦板、下層不銹鋼板均為矩形板，且五者沿同一豎直中心軸線形成對稱結構，密閉腔體為長方型腔體。

進一步的是：封條板與上層不銹鋼板之間的連接、封條板與下層不銹鋼板之間的連接均采用焊接。

進一步的是：封條板連接于上層不銹鋼板側端與下層不銹鋼板側端。

進一步的是：密閉腔體連接有抽真空管，制坯完成后，對密閉腔體進行抽真空處理。

進一步的是：抽真空完成后，密閉腔體的真空度為10^-2Pa～10^-5Pa。

進一步的是：在軋制之前對制得的坯體進行加熱，加熱步驟依次包括預熱段、加熱段、均熱段，預熱段溫度控制為600℃～650℃、加熱段溫度控制為850℃～880℃、均熱段溫度控制為840℃～860℃，加熱過程中總加熱時間根據坯體厚度按0.8min/mm～1.2min/mm控制。

為解決軋制過程的溫降問題，同時滿足兩種不同金屬熱軋溫度的要求，本發明采用爐卷軋機軋制，軋制過程中對軋件進行保溫或補溫，保證軋件軋制溫度控制在750℃～850℃。

本發明的有益效果是：采用疊坯組坯的方式，上下表面是不銹鋼板、中間是鈦板，材料具有對稱性，可防止在軋制過程中上下異種金屬變形流動不一樣，從而可以避免產生翹頭和扣頭現象。另外，通過采用爐卷軋機軋制，可實現鈦與不銹鋼復合卷薄規格≤10mm的熱軋，同時軋制過程中可以有效防止軋件溫降。

附圖說明

圖1是本發明采用的坯體結構正視圖；

圖2是本發明采用的坯體結構側視圖；

圖中標記：1-上層不銹鋼板、2-上層鈦板、3-隔離層、4-下層鈦板、5-下層不銹鋼板、6-封條板、7-密閉腔體、8-抽真空管。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

如圖1、圖2所示，本發明采用的坯體結構為：包括由下往上依次疊設的下層不銹鋼板5、下層鈦板4、隔離層3、上層鈦板2、上層不銹鋼板1，上層不銹鋼板1與下層不銹鋼板5之間通過設于兩者四周的封條板6連接，且上層不銹鋼板1、下層不銹鋼板5、封條板6三者配合形成密閉腔體7，并使得上層鈦板2、隔離層3、下層鈦板4設于密閉腔體7內，密閉腔體7內預留有上層鈦板2、下層鈦板4的延伸空間。

為保證復合軋制后復合板結合面的復合強度，組坯前需采用機加等形式對待復合的下層不銹鋼板5的上表面、上層不銹鋼板1的下表面、下層鈦板4的下表面和上層鈦板2的上表面進行打磨處理，去除鋼(鈦)板表面氧化膜。

本發明將2塊鈦板放在2塊不銹鋼板內，主要目的在于為避免熱軋過程中由于兩種金屬不同延伸率造成的翹頭和扣頭現象。由于密閉腔體7內預留有上層鈦板2、下層鈦板4的延伸空間，可保證鈦板在加熱過程中的熱膨脹和軋制時的延伸，同時由于不銹鋼板對稱的位于坯體上下層，故軋制時可以避免翹頭和扣頭。隔離層3的主要目的在于阻隔鈦板在加熱和軋制過程中防止2塊鈦板粘接在一起，優選采用高溫耐火材料，隔離層3的規格應與2塊鈦板的規格相適配。封條板6與上層不銹鋼板1之間的連接、封條板6與下層不銹鋼板5之間的連接均優選采用焊接，以保證熱軋的需求。封條板6可以連接于上層不銹鋼板1底面與下層不銹鋼板5頂面之間，也可以連接于上層不銹鋼板1側端與下層不銹鋼板5側端；為方便焊接，封條板6優選連接于上層不銹鋼板1側端與下層不銹鋼板5側端。

為保證鈦板在加熱過程中的熱膨脹和軋制時的延伸，且保證產品質量，優選實施方式為：上層鈦板2的四周側壁均與密閉腔體7的內側壁具有間隙，下層鈦板4的四周側壁均與密閉腔體7的內側壁具有間隙。

為保證產品質量，同時減小最后的切邊量，優選實施方式為：上層不銹鋼板1、上層鈦板2、隔離層3、下層鈦板4、下層不銹鋼板5均為矩形板，且五者沿同一豎直中心軸線形成對稱結構，密閉腔體7為長方型腔體。

優選地，密閉腔體7連接有抽真空管8，制坯完成后，對密閉腔體7進行抽真空處理，抽真空管8優選連接于密閉腔體7側端中心處；抽真空完成后，密閉腔體7的真空度優選為10^-2～10^-5Pa。抽真空的目的是避免殘余空氣或軋制過程中外界空氣對復合面金屬形成氧化，降低復合結合面結合強度。

在軋制之前需對制得的坯體進行加熱，本發明優選采用的加熱方法為：其加熱步驟依次包括預熱段、加熱段、均熱段，預熱段溫度控制為600℃～650℃、加熱段溫度控制為850℃～880℃、均熱段溫度控制為840℃～860℃。加熱過程中總加熱時間根據坯體厚度按0.8min/mm～1.2min/mm控制。另外，根據坯體厚度不同，加熱溫度控制也略有不同。以厚度為200mm的坯體為例，其優選加熱方法為：預熱段溫度610℃～630℃、預熱段時間55min～65min；加熱段溫度850℃～870℃、加熱段時間90min～110min；均熱段溫度840℃～860℃、均熱段時間35min～45min。本發明可使坯體整體加熱均勻，同時在緩慢加熱過程中可防止材料升溫過快產生膨脹裂紋和組坯焊縫的裂紋開裂。

為解決軋制過程的溫降問題，同時滿足兩種不同金屬熱軋溫度的要求，本發明采用爐卷軋機軋制，軋制過程中對軋機進行保溫或補溫，保證軋件軋制溫度控制在750℃～850℃。由于連軋過程中沒有保溫設施，且連軋生產線長、隨著軋件厚度減薄溫降加快，若采用熱連軋的方式，則軋件在軋制過程中溫降較快，不銹鋼變形抗力加大很難保證正常軋制。爐卷軋機除了有加熱爐外，在軋機兩側還有兩個保溫補熱爐，可對軋制中間的產品進行保溫和補熱，在軋制過程中可以有效防止軋件溫降。