钎焊轧制法生产不锈钢复合板

发布日期：2015-09-14 09:07:50

针对目前不锈钢复合板各生产方法存在的诸多不足，研制开发了钎焊轧制法。该方法采用钎焊机理，在高温下实现钎焊轧制。试验和应用表明，钎焊轧制法生产的复合板达到了国标要求，在剪切强度和批量生产方面分别优于直接轧制法和爆炸复合法。      

随着科学技术的迅速发展以及人们生活质量的提高，许多设备或构件需要使用大量的不锈钢材，达到高纯度、耐腐蚀和美观的目的。但如果全部使用不锈钢，则必然使成本大幅度提高，而采用不锈钢复合材料，既能满足性能要求，又能大大降低制造费用和工程造价，所以不锈钢复合材料受到了市场青睐。近年来，山东鲍德金属复合板有限公司（简称鲍德复合板公司）开发了应用钎焊轧制法生产不锈钢复合板工艺。应用该方法生产的复合板不仅完全达到其性能要求，还可实现批量连续生产。  

2 工艺原理  
2.1 钎焊机理  钎焊是采用比基材熔点低的填充材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于基材熔点的温度，借钎料熔化填满基材间的间隙并与基材和复材相互扩散，实现连接的焊接方法。近年来，钎焊技术在各工业部门中占据着越来越重要的地位，尤其在电器仪表及国防工业中已成为不可取代的工艺方法。  
2.2 钎焊轧制  在高温下，借助于轧机强大的轧制压力使基材和复材的界面充分压合，促使中间钎焊料流动，并通过钎焊料的润湿性填充复材和基材表面的间隙，同时发生金属原子间的扩散，实现两种材料的冶金结合。经过反复轧制变形，进一步增强其结合强度。  
2.3 钎焊料  钎焊料的作用主要是降低基材和复材界面的熔点，提高相互间的润湿性，活化界面，使两者间达到原子间结合，从而提高复合材料的结合强度。对于不锈钢复合板来说，钎焊料主要采用镍基钎料，基材和复材的钢种不同，钎焊料的成分也略有不同。鲍德复合板公司所使用的钎焊料有箔状和膏状两种，对于箔状直接铺在基材上即可，膏状用毛刷均匀刷上即可，操作简单。另外钎焊料还有一个作用就是防止复材与基材之间的成分扩散生成有害的化合物和形成偏析，如果不使用钎料，在高温条件下，基材中的c会向复材渗透，复材中的cr也会向基材渗透，从基材渗透的c与复材渗透的cr结合形成硬而脆的碳化物，从而影响复合钢板的复合性能。  

3 生产技术  钎焊轧制法生产工艺主要有三大环节：制坯、轧制和精整。  
3.1 工艺流程  钎焊轧制法的工艺流程为：基坯、复坯→下料→磨削→加钎焊料→组坯、真空处理→加热→轧制→剪切 →矫直→探伤→取样检验→剪切定尺→标识→入库。  
3.2 制坯  由于基层和复合层两种材料的延伸率不同，为了防止轧后弯曲，采用四层对称复合轧制。首先根据定货合同的规格，确定基坯和复坯的尺寸，然后下料，对基坯和复坯的结合面进行磨削露出新鲜金属，涂上钎焊料，按图1方式组成复合坯，用板条对复合坯四周进行焊接密封和加固，在复合坯侧面中间部位钻孔，联上真空泵抽真空10min，断开并密封真空管，使复合坯内处于真空状态。  
3.3 轧制  轧制工序是整个复合板制作过程的最主要环节，直接影响复合板的结合率和结合强度。首先将制作好的复合坯料送到轧制生产线的加热炉进行加热，加热时间不得少于2.5h。在轧制过程中，前几个道次采用大压下量（压下率在15%以上）和低轧制速度。这样可以保证复合板的结合率和结合强度。对于基材为16mnr、20g等低合金钢，为了保证基板的性能，必须采用控轧控冷工艺，即复合板坯出炉温度要控制在1130~1180℃，开坯温度高于1080~1130℃，压下执行常规压下制度。精轧开轧温度不超过1000℃，终轧温度低于900℃。  
3.4 精整  精整工序就是把轧制好的复合板用剪切机或等离子切去四边，揭开，然后矫直、探伤、取样检验、标识、包装等。鲍德复合板公司采用钎焊轧制法生产的不锈钢复合板的部分检验数据与相应国标数值的对比如表1所示。  表1 不锈钢复合板检验数据与相应国标数值的比较。