釬焊軋制法生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板

發(fā)布日期：2015-09-14 09:07:50

針對目前不銹鋼復(fù)合板各生產(chǎn)方法存在的諸多不足，研制開發(fā)了釬焊軋制法。該方法采用釬焊機(jī)理，在高溫下實(shí)現(xiàn)釬焊軋制。試驗(yàn)和應(yīng)用表明，釬焊軋制法生產(chǎn)的復(fù)合板達(dá)到了國標(biāo)要求，在剪切強(qiáng)度和批量生產(chǎn)方面分別優(yōu)于直接軋制法和爆炸復(fù)合法。      

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提高，許多設(shè)備或構(gòu)件需要使用大量的不銹鋼材，達(dá)到高純度、耐腐蝕和美觀的目的。但如果全部使用不銹鋼，則必然使成本大幅度提高，而采用不銹鋼復(fù)合材料，既能滿足性能要求，又能大大降低制造費(fèi)用和工程造價(jià)，所以不銹鋼復(fù)合材料受到了市場青睞。近年來，山東鮑德金屬復(fù)合板有限公司（簡稱鮑德復(fù)合板公司）開發(fā)了應(yīng)用釬焊軋制法生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板工藝。應(yīng)用該方法生產(chǎn)的復(fù)合板不僅完全達(dá)到其性能要求，還可實(shí)現(xiàn)批量連續(xù)生產(chǎn)。  

2 工藝原理  
2.1 釬焊機(jī)理  釬焊是采用比基材熔點(diǎn)低的填充材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于基材熔點(diǎn)的溫度，借釬料熔化填滿基材間的間隙并與基材和復(fù)材相互擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。近年來，釬焊技術(shù)在各工業(yè)部門中占據(jù)著越來越重要的地位，尤其在電器儀表及國防工業(yè)中已成為不可取代的工藝方法。  
2.2 釬焊軋制  在高溫下，借助于軋機(jī)強(qiáng)大的軋制壓力使基材和復(fù)材的界面充分壓合，促使中間釬焊料流動(dòng)，并通過釬焊料的潤濕性填充復(fù)材和基材表面的間隙，同時(shí)發(fā)生金屬原子間的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)兩種材料的冶金結(jié)合。經(jīng)過反復(fù)軋制變形，進(jìn)一步增強(qiáng)其結(jié)合強(qiáng)度。  
2.3 釬焊料  釬焊料的作用主要是降低基材和復(fù)材界面的熔點(diǎn)，提高相互間的潤濕性，活化界面，使兩者間達(dá)到原子間結(jié)合，從而提高復(fù)合材料的結(jié)合強(qiáng)度。對于不銹鋼復(fù)合板來說，釬焊料主要采用鎳基釬料，基材和復(fù)材的鋼種不同，釬焊料的成分也略有不同。鮑德復(fù)合板公司所使用的釬焊料有箔狀和膏狀兩種，對于箔狀直接鋪在基材上即可，膏狀用毛刷均勻刷上即可，操作簡單。另外釬焊料還有一個(gè)作用就是防止復(fù)材與基材之間的成分?jǐn)U散生成有害的化合物和形成偏析，如果不使用釬料，在高溫條件下，基材中的c會向復(fù)材滲透，復(fù)材中的cr也會向基材滲透，從基材滲透的c與復(fù)材滲透的cr結(jié)合形成硬而脆的碳化物，從而影響復(fù)合鋼板的復(fù)合性能。  

3 生產(chǎn)技術(shù)  釬焊軋制法生產(chǎn)工藝主要有三大環(huán)節(jié)：制坯、軋制和精整。  
3.1 工藝流程  釬焊軋制法的工藝流程為：基坯、復(fù)坯→下料→磨削→加釬焊料→組坯、真空處理→加熱→軋制→剪切 →矯直→探傷→取樣檢驗(yàn)→剪切定尺→標(biāo)識→入庫。  
3.2 制坯  由于基層和復(fù)合層兩種材料的延伸率不同，為了防止軋后彎曲，采用四層對稱復(fù)合軋制。首先根據(jù)定貨合同的規(guī)格，確定基坯和復(fù)坯的尺寸，然后下料，對基坯和復(fù)坯的結(jié)合面進(jìn)行磨削露出新鮮金屬，涂上釬焊料，按圖1方式組成復(fù)合坯，用板條對復(fù)合坯四周進(jìn)行焊接密封和加固，在復(fù)合坯側(cè)面中間部位鉆孔，聯(lián)上真空泵抽真空10min，斷開并密封真空管，使復(fù)合坯內(nèi)處于真空狀態(tài)。  
3.3 軋制  軋制工序是整個(gè)復(fù)合板制作過程的最主要環(huán)節(jié)，直接影響復(fù)合板的結(jié)合率和結(jié)合強(qiáng)度。首先將制作好的復(fù)合坯料送到軋制生產(chǎn)線的加熱爐進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間不得少于2.5h。在軋制過程中，前幾個(gè)道次采用大壓下量（壓下率在15%以上）和低軋制速度。這樣可以保證復(fù)合板的結(jié)合率和結(jié)合強(qiáng)度。對于基材為16mnr、20g等低合金鋼，為了保證基板的性能，必須采用控軋控冷工藝，即復(fù)合板坯出爐溫度要控制在1130~1180℃，開坯溫度高于1080~1130℃，壓下執(zhí)行常規(guī)壓下制度。精軋開軋溫度不超過1000℃，終軋溫度低于900℃。  
3.4 精整  精整工序就是把軋制好的復(fù)合板用剪切機(jī)或等離子切去四邊，揭開，然后矯直、探傷、取樣檢驗(yàn)、標(biāo)識、包裝等。鮑德復(fù)合板公司采用釬焊軋制法生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板的部分檢驗(yàn)數(shù)據(jù)與相應(yīng)國標(biāo)數(shù)值的對比如表1所示。  表1 不銹鋼復(fù)合板檢驗(yàn)數(shù)據(jù)與相應(yīng)國標(biāo)數(shù)值的比較。