一種雙覆層鈦鋼復合板的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種復合板的制備方法，具體地說是一種雙覆層鈦鋼復合板的制備方法，屬于雙金屬復合軋制技術領域。
【背景技術】
[0002]鈦是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤，亦有良好的抗腐蝕能力(包括海水、王水及氯氣)。由于其穩定的化學性質，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，以及高強度、低密度，被譽為“太空金屬”而被大量用于化工、航空航天等領域。但其使用成本較高，尤其是作為結構部件時問題尤為突出。為降低使用成本，通常將其制成鈦鋼復合板，以鈦為覆層、鋼為基層的鈦鋼復合板不但具有鈦的耐高溫和耐蝕性，而且具備鋼板的高強度，其大大降低了使用成本，廣泛應用于石油、化工、核電、造船、海洋等領域。
[0003]通常所說的鈦鋼復合板為一層鈦板與一層鋼板的雙層復合結構，鋼板層部分耐蝕性較差，當與環境空氣長期接觸時，大氣中的氧氣和水分也會對鋼板層產生腐蝕，影響其結構性能、縮短壽命，從而影響整個復合板的性能。尤其是在海洋建筑設施防護領域中，在南海常年高溫、高鹽、高濕度的苛刻腐蝕服役環境下，空氣的腐蝕性也極大，海水對海上基礎設施，尤其是對鋼結構設施的沖刷腐蝕十分嚴重，當只采用單覆層的鈦鋼復合板，其鋼板層仍會受到海水、空氣的腐蝕，影響使用性能。
[0004]同時，鈦鋼復合板的生產方法主要以爆炸復合法為主，該方法生產的鈦鋼復合板，其覆層厚度一般要求2mm以上，否則爆炸時易將覆層炸穿，很難成功生產覆層厚度2mm以下的鈦鋼復合板，且常存在低界面結合率和界面結合強度不均勻等問題，這些問題相對于雙面都復合鈦板的鈦-鋼-鈦雙覆層鈦鋼復合板更加明顯。采用爆炸復合+軋制的方法生產出的鈦-鋼-鈦雙覆層復合板，不但保證了較高的結合強度，又能使兩面覆層厚度都可達2mm以下。
[0005]然而，鈦-鋼-鈦復合坯由于上下都為鈦層，若加熱控制不當，鈦層會極易燒損，因此在加熱過程中需要嚴格控制工藝；且當加熱溫度過高或加熱時間過長時，鈦與鋼的界面易生成TiC或T1-Fe金屬間化合物等脆性相，這將降低軋后復合板的結合強度；另外，也要有效控制軋制過程，以免出現鈦層嚴重減薄現象，影響產品的合格率。
[0006]申請號:201410582519.5《一種薄覆層厚度鈦鋼復合板的制備方法》，其是單薄覆層鈦鋼復合板，主要用于工廠煙囪的脫硫裝置，而在鋼板上下表面都接觸腐蝕性極大的海水或空氣的海洋建筑設施防護領域有一定的局限性，鈦-鋼-鈦雙覆層鈦鋼復合板則能很好地保護鋼層不受腐蝕，有很大地應用空間；其在權力要求書中所述的鈦鋼復合板的加熱過程，只是通過開啟爐膛下側燒嘴，使上層鈦板與下層鋼板產生溫差，并未對燒嘴的火焰長度有所要求，而火焰過長則會燒損鈦層。
【發明內容】
[0007]鑒于上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提出一種雙覆層鈦鋼復合板的制備方法。
[0008]本發明的目的，將通過以下技術方案得以實現:一種雙覆層厚度的鈦鋼復合板制備方法，包括以下步驟:
1、制備原料:選取雙覆層鈦鋼復合坯，所選坯料其上、下覆層均為鈦板，中間層為鋼板；鋼板與其中一層鈦板經爆炸復合法形成單覆層鈦鋼復合坯，所述單覆層鈦鋼復合坯與另一層鈦板經二次爆炸復合形成雙覆層鈦鋼復合坯；雙覆層鈦鋼復合坯比單層鈦鋼復合坯的爆炸工藝更為嚴格；
I1、表面處理:對所選復合坯料進行表面處理，清除復合坯料上下表面的雜質及坯料周圍的毛刺；
II1、加熱處理:將清理完畢后的復合坯料由爐尾優裝鋼，置于步進式加熱爐內進行加熱，依次進入預熱段、加熱段、均熱段，預熱段溫度< 550°C，預熱時間多50min ;加熱段溫度為750~950°C，加熱速度彡3000C /h ;均熱段溫度控制在830~920°C，均熱時間60~150min ；
IV、除鱗軋制:均熱后的復合坯送至軋機除鱗，并進行5~13道次軋制，控制軋制首道次壓下率> 20%，末次壓下率< 10%，總壓下率為60%~90%，軋制完畢后對復合板進行空冷；
V、矯直處理:復合板在空冷后進行矯直處理，將待矯直的復合板置于矯直機內，根據復合板的厚度確定矯直道次，并對矯直機出口邊輥進行各參數設置，使待矯直的復合板均勻通過矯直機；所述矯直溫度多600°C，矯直道次至少為I道。
[0009]進一步的，前述的雙覆層鈦鋼復合板的制備方法，步驟I中的爆炸復合坯，所述鈦板厚度為3mm~20mm，鋼板厚度為30mm~200mm。
[0010]進一步的，前述的雙覆層鈦鋼復合板的制備方法，步驟III中復合坯料的加熱過程在步進式加熱爐內進行，嚴格控制燒嘴的火焰長度，防止火焰接觸鈦板，造成鈦板燒損。
[0011]進一步的，前述的雙覆層鈦鋼復合的板制備方法，為控制板形，鈦-鋼-鈦復合坯要求加熱均勻，均熱時間60~150min。
[0012]進一步的，前述的雙覆層鈦鋼復合的板制備方法，步驟IV中為低速軋制，乳制速度 2.0m/so
[0013]進一步的，前述的雙覆層鈦鋼復合板的制備方法，雙覆層鈦鋼復合板的上、下層為工業純鈦板TAl或TA2，中間層為Q235或Q345系列鋼種。
[0014]進一步的，前述的雙覆層鈦鋼復合板的制備方法，雙覆層鈦鋼復合板其最終的鈦層厚度彡2mm。
[0015]本發明，其突出效果為:本發明通過采用鈦-鋼-鈦雙覆層鈦鋼復合板的結構，利用鈦板的耐腐蝕性、耐高溫的特點，對鋼板起到全方位的防護作用，尤其是在海洋建筑設施防護領域中，可用于與海洋空氣接觸的海上建筑設施的非承載鋼板，采用鈦-鋼-鈦雙覆層復合板替換石油平臺的暴露在空氣中的普通非承載鋼板，大大改善了現有鈦鋼復合板中由于鋼板層腐蝕從而影響結構性能、縮短壽命的問題，極具應用潛力。
[0016]同時，采用爆炸復合+軋制的方法生產出的鈦-鋼-鈦雙覆層復合板，不但保證了較高的結合強度，又能使兩面覆層厚度都可達2_以下。且，本發明通過控制爐膛燒嘴的火焰長度，防止火焰過長接觸到鈦板，使鈦板局部過熱或過燒，從而防止在鈦與鋼的界面生成金屬間化合物，并且便于在后續軋制過程中控制板形，大大降低鈦層減薄程度。
[0017]本發明在不添加其他輔助設備條件下，采用步進式加熱爐加熱復合坯料，避開了通常在軋機旁另安裝電阻爐的方法，充分利用了中厚板生產線的現有設備，節省了大量投資成本。
[0018]以下便結合實施例附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本發明技術方案更易于理解、掌握。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
選取上、下覆層為TA1，中間層為Q235B的鈦鋼爆炸復合坯料，Q235B的鋼板與其中一層TAl鈦板經爆炸復合成單覆層鈦鋼復合坯，該單覆層鈦鋼復合坯與另一層TAl鈦板經二次爆炸復合成雙覆層鈦鋼復合坯；其中上、下覆層TAl的鈦層I厚度為3mm，Q235B鋼板2厚度為31_，總厚度為37_ ；
對所選的TA1/Q235B/TA1坯料進行表面處理，清除復合坯料上下表面的氧化層、泥沙、油污及其它雜質，同時對復合坯料四周的毛刺等進行打磨；
將表面處理后的TA1/Q235B/TA1復合坯料，由爐尾裝鋼，置于步進式加熱爐內加熱。首先進入預熱段，預熱段溫度< 550°C，預熱時間為55min ;后進入加熱段，加熱段溫度為750~950°C，加熱速度彡3000C /h ;最后進入均熱段，均熱段溫度控制在830~920°C，均熱時間 60mino
[0021]將均熱后的TA1/Q235B/TA1復合坯料進行5道次軋制，道次壓下量分別為10mm、6mm、4mm、2mm、0.6mm，總壓下率控制在61% ;乳制的首道次對該復合還料進行除鱗。
[0022]復合板軋制完畢后進行空冷，并進行3道次的矯直工序處理，矯直溫度為
600?680 °C ο
[0023]本實施例中軋制后的雙覆層鈦鋼復合板的上、下鈦層厚度均為1.2mm，總厚度為14.4mm。經檢測，其上、下結合面的剪切強度分別為203MPa、200MPa，遠高于國標要求的HOMPa0
[0024]實施例2
選取上、下覆層為TA2，中間層為Q235B的鈦鋼爆炸復合坯料，Q235B的鋼板與其中一層TA2鈦板經爆炸復合成單覆層鈦鋼復合坯，該單覆層鈦鋼復合坯與另一層TA2鈦板經二次爆炸復合成雙覆層鈦鋼復合坯；其中上、下覆層TA2的鈦層I厚度為6mm，Q235B鋼板2厚度為75_，總厚度為87_ ；
對所選的TA2/Q235B/TA2坯料進行表面處理，清除復合坯料上下表面的氧化層、泥沙、油污及其它雜質，同時對復合坯料四周的毛刺等進行打磨；
將表面處理后的TA2/Q235B/TA2復合坯料，由爐尾裝鋼，置于步進式加熱爐內加熱。首先進入預熱段，預熱段溫度< 550°C，預熱時間為65min ;后進入加熱段，加熱段溫度為750~950°C，加熱速度彡3000C /h ;最后進入均熱段，均熱段溫度控制在830~920°C，均熱時間 80min。
[0025]將均熱后的TA1/Q235B/TA1復合坯料進行8道次軋制，道次壓下量分別為23mm、16mm、11mm、7mm、5mm、4mm、2.5mm、l.1mm，總壓下率控制在80% ;乳制的首道次對該復合還料進行除鱗。
[0026]復合板軋制完畢后進行空冷，并進行3道次的矯直工序處理，矯直溫度為
600?680 °C ο
[0027]本實施例中軋制后的雙覆層鈦鋼復合板的上、下鈦層厚度均為1.2mm，總厚度為17.4mm。經檢測，其上、下結合面的剪切強度分別為225MPa、220MPa，遠高于國標要求的HOMPa0