CN102019292A - 一种钛-钢复合板薄带的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种双金属复合薄带的制备方法。要点包括以下工艺步骤：首先将冷轧金属带材用开卷机开卷；然后将开卷的带材送入加热炉中预热；再对预热的带材进行热喷涂，在空气中冷却到室温；将冷却的钛-钢复合板薄带送入在线加热装置，使喷涂后的钛-钢复合板薄带以30～300℃/s的温度梯度升温至200～1000℃，然后使热处理后的钛-钢复合板薄带以0.3～2m/s的速度进入精轧机进行轧制，首道次压下率>5%，总压下率>30%，得到的钛-钢复合板薄带的界面结合强度>300MPa，表面粗糙度<0.01mm。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种钛-钢复合板薄带的制备方法。
背景技术
钛-钢板带是由一种金属为基材，另一种金属为覆材，经过一定的手段复合在一起所得到。钛-钢复合板带兼具有两种金属的特点，即钛的强耐蚀性和钢的低成本性，因此钛-钢板带在石油化工、热力发电、锅炉供暖等方面有着非常广泛的应用。传统生产钛-钢板薄带的方法主要有两种：一种是爆炸复合法，先通过爆炸复合得到相对较厚的钛-钢复合板，然后通过轧制的方法最终轧成钛-钢复合板薄带。但是该方法对环境污染比较大，复合板的板形也不够好；另一种方法是轧制复合法，首先经过热轧法得到钛-钢复合板，然后进行酸洗去除表面的氧化铁皮，最后进行冷轧，得到钛-钢复合板薄带。该方法的热轧过程是在大气下实现的，因此界面氧化严重，另外该方法的酸洗对环境污染较大，且工艺复杂。以上两种生产钛-钢板薄带的方法都是先制备复合板然后进行二次轧制得到板薄带，这些方法都显得过于复杂。
热喷涂技术是指利用一种热源将喷涂材料加热至熔融状态，通过气流使其雾化，高速喷射在工件表面形成涂层，因此热喷涂法可以用于生产钛-钢复合板薄带。喷涂法的基本特征是喷涂材料需要热源加热，喷涂层与工件的结合属于机械结合。优点是为基体组织不改变，工件变形小。但在热喷涂生产过程中，其缺点也非常明显。譬如：表面涂层容易形成气孔、微裂纹及氧化物夹杂，而且容易产生喷涂粉末粒子熔融不完全，与金属基材表面冶金的结合强度<100MPa。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种钛-钢复合板薄带的制备方法 ，得到涂层和基体之间附着力强，覆层表面更加光滑平整的复合板薄带。
实现本发明目的的技术方案是：首先将冷轧钢板用开卷机开卷后送入加热炉中预热50~700℃；再对预热的钢板薄带热喷涂钛粉涂层，形成钛-钢复合板薄带，之后将其在空气中冷却到室温；将冷却的钛-钢复合板薄带送入在线加热装置，使喷涂后的钛-钢复合板薄带以30~300℃/s的温度梯度升温至200~1000℃，最后使热处理后的钛-钢复合板薄带以0.3~2 m/s的速度进入精轧机进行轧制，首道次压下率>5%，总压下率>30%，得到最终产品。
所述的对预热的钢板薄带热喷涂钛粉的涂层厚度为0.01~2mm；
所述的钛-钢复合板薄带最终产品的界面结合强度>300MPa，表面粗糙度<0.01mm。
与现用技术相比，本发明的特点及其有益效果是：
1、本发明采用在线快速加热装置HOP以30~300℃/s的温度梯度对喷涂后的钛-钢复合板薄带加热，由于升温速度比较快，因此钛-钢复合板薄带表面的氧化程度得到较大的降低；
2、本发明使热处理后的钛-钢复合板薄带快速进入精轧机进行轧制，使热喷涂过程中产生的涂层被进一步压实，消除了涂层孔洞，增加了涂层和基板之间的结合力，使钛-钢复合板界面结合强度得到了明显的提高，从现有技术的<100MPa增强到>300MPa。
附图说明
图1钛-钢复合板薄带的制备方法示意图，其中：1开卷机，2第一支撑辊，3加热炉，4 热喷涂装置，5 快速加热装置HOP（heat－treatment online process），6 精轧机，7 矫直机，8第二支撑辊，9卷取机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例：
实施例1：
首先将2mm厚的奥氏体不锈钢板薄带开卷，送入加热炉中加热到50℃；然后连续进入喷涂工作段，对不锈钢板薄带的上下表面进行热喷涂纯钛粉，形成了以奥氏体不锈钢为基体，两层0.01mm厚纯钛覆层的不锈钢－纯钛复合板薄带；在空气中冷却到室温；随后使喷涂后的板薄进入在线快速加热装置HOP (Heat-treatment Online Process)，将复合薄板加热4s升温到200℃，然后进入精轧机，轧制的总压下率为50%，将复合板以1m/s的轧制速度轧制成总厚度1.01mm厚的复合板薄带，其中，中间层不锈钢为1mm厚，上下层的纯钛层0.005mm厚。最后将复合板薄带进行卷取，得到界面结合强度310MPa，表面粗糙度1微米的钛-钢复合板薄带。
实施例2：
首先将3mm厚的奥氏体不锈钢板薄带开卷，送入加热炉中加热到220℃；然后连续进入喷涂工作段，对不锈钢板薄带的上下表面进行热喷涂纯钛粉，形成了以奥氏体不锈钢为基体，两层0.1mm厚纯钛覆层的不锈钢－纯钛复合板薄带；在空气中冷却到室温；随后使喷涂后的板薄进入在线快速加热装置HOP (Heat-treatment Online Prcess)，将复合薄板加热4s升温到750℃，然后进入精轧机，轧制的总压下率为50%，将复合板以2m/s的轧制速度轧制成总厚度1.6mm厚的复合板薄带，其中，中间层不锈钢为1.5mm厚，上下层的纯钛层0.05mm厚。最后将复合板薄带进行卷取，得到界面结合强度370MPa，表面粗糙度4微米的钛-钢复合板薄带。
实施例3：
首先将4mm厚的奥氏体不锈钢板薄带开卷，送入加热炉中加热到700℃；然后连续进入喷涂工作段，对不锈钢板薄带的上下表面进行热喷涂纯钛粉，形成了以奥氏体不锈钢为基体，两层2mm厚纯钛覆层的不锈钢－纯钛复合板薄带；在空气中冷却到室温；随后使喷涂后的板薄进入在线快速加热装置HOP (Heat-treatment Online Prcess)，将复合薄板加热4s升温到1000℃，然后进入精轧机，轧制的总压下率为50%，将复合板以0.3m/s轧制速度的轧制成总厚度4mm厚的复合板薄带，其中，中间层不锈钢为2mm厚，上下层的纯钛层1mm厚。最后将复合板薄带进行卷取，得到界面结合强度320MPa，表面粗糙度7微米的钛-钢复合板薄带。
Claims (3)
1.一种钛-钢复合板薄带的制备方法，其特征在于按如下步骤进行：首先将冷轧钢板用开卷机开卷后送入加热炉中预热50～700℃；再对预热的钢板薄带热喷涂钛粉涂层，形成钛-钢复合板薄带，之后将其在空气中冷却到室温；将冷却的钛-钢复合板薄带送入在线加热装置，使喷涂后的钛-钢复合板薄带以30～300℃/s的温度梯度升温至200～1000℃，最后使热处理后的钛-钢复合板薄带以0.3～2 m/s的速度进入精轧机进行轧制，首道次压下率>5%，总压下率>30%，得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种钛-钢复合板薄带的制备方法，其特征在于所述的对预热的钢板薄带热喷涂钛粉的涂层厚度为0.01～2mm。
3.根据权利要求1所述的一种钛-钢复合板薄带的制备方法，其特征在于所述的钛-钢复合板薄带最终产品的界面结合强度>300MPa，表面粗糙度<0.01mm。
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