專利名稱：一種鋼銅石墨復(fù)合板鑄軋復(fù)合方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼銅石墨復(fù)合板的半固態(tài)鑄軋復(fù)合方法及裝置。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)“杜云慧.鋼—半固態(tài)銅—石墨壓力復(fù)合的優(yōu)化，清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，45(11)1464-1467”上，闡述了鋼銅石墨復(fù)合板的半固態(tài)壓力復(fù)合方法，該方法采用鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行壓力復(fù)合，由于該方法的復(fù)合過(guò)程是在壓模內(nèi)間斷進(jìn)行的，因此，該方法只能進(jìn)行片狀鋼銅石墨復(fù)合板的復(fù)合成形，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鋼銅石墨復(fù)合板的卷帶復(fù)合成形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有鋼銅石墨復(fù)合板壓力復(fù)合方法“無(wú)法進(jìn)行卷帶復(fù)合成形”的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)鋼銅石墨復(fù)合板卷帶復(fù)合成形的復(fù)合方法及裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是采用鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料進(jìn)行鑄軋復(fù)合成形，首先在復(fù)合澆嘴內(nèi)完成鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料之間的擴(kuò)散，形成復(fù)合界面后，經(jīng)過(guò)冷卻和軋機(jī)軋輥鑄軋形成鋼銅石墨復(fù)合板卷帶。
本發(fā)明復(fù)合方法的具體步驟步驟1，將表面經(jīng)過(guò)脫脂、除銹、打毛、浸鍍處理的鋼板預(yù)熱至550～650℃；步驟2，接通復(fù)合澆嘴和軋機(jī)軋輥的水冷系統(tǒng)，冷卻腔的冷卻速度為400～500℃/min，軋機(jī)軋輥的冷卻速度為300～400℃/min；步驟3，啟動(dòng)軋機(jī)，將軋制速度調(diào)至并保持在實(shí)現(xiàn)“跑軋”速度；步驟4，澆注銅石墨半固態(tài)漿料，進(jìn)行“跑軋”，銅石墨半固態(tài)漿料的固相率為40～50％；步驟5，“跑軋”1分鐘后，降低軋制速度，使復(fù)合過(guò)程在穩(wěn)定的鑄軋條件下進(jìn)行，形成鋼銅石墨復(fù)合板，鋼板與銅石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間為30～40s，冷卻腔的冷卻時(shí)間為30～40s。
鋼銅石墨復(fù)合板半固態(tài)鑄軋復(fù)合裝置包括復(fù)合澆嘴、軋機(jī)及支架。
復(fù)合澆嘴采用機(jī)械連接方式固定于支架上，其材質(zhì)為石墨，鋼板從復(fù)合澆嘴后部的縫隙進(jìn)入復(fù)合澆嘴，復(fù)合澆嘴后部的縫隙厚度a為鋼板厚度+0.1mm，鋼板的上表面與復(fù)合澆嘴上蓋下表面之間為銅石墨半固態(tài)漿料流道，其厚度b為鋼銅石墨復(fù)合板的銅石墨覆層厚度，銅石墨半固態(tài)漿料澆口的下端厚度亦為b；復(fù)合澆嘴鋼板底下為冷卻腔，其后端與銅石墨半固態(tài)漿料澆口下端后側(cè)之間的距離為c，c為軋制速度與鋼板和銅石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間之積，冷卻腔二側(cè)設(shè)有入水接頭和出水接頭，與管路、節(jié)門、水泵、冷卻水池連接，形成復(fù)合澆嘴的循環(huán)水冷系統(tǒng)，完成鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料的冷卻與降溫，冷卻腔的厚度不限，其長(zhǎng)度d為軋制速度與鋼板和銅石墨覆層需要冷卻的時(shí)間之積；復(fù)合澆嘴后部縫隙的寬度、銅石墨半固態(tài)漿料流道的寬度、銅石墨半固態(tài)漿料澆口的寬度、冷卻腔的寬度均為鋼銅石墨復(fù)合板的寬度f(wàn)；復(fù)合澆嘴前端與軋機(jī)軋輥呈圓弧接觸，其圓弧面與軋機(jī)軋輥圓弧面之間的間隙e小于0.5mm。
軋機(jī)選用能夠提供鑄軋復(fù)合與復(fù)合板平整所需能量的軋機(jī)，軋機(jī)軋輥為內(nèi)冷式水冷軋輥，輥套為耐熱鋼套。
本發(fā)明的有益效果是利用本發(fā)明，在鋼銅石墨復(fù)合板力學(xué)性能達(dá)到壓力復(fù)合方法同等水平的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了鋼銅石墨復(fù)合板卷帶的復(fù)合成形。


圖1為本發(fā)明方法鋼銅石墨復(fù)合板半固態(tài)鑄軋復(fù)合裝置的主視圖。
圖中，1.復(fù)合澆嘴，2.鋼板，3.銅石墨半固態(tài)漿料，4.冷卻腔，5.入水接頭，6.出水接頭，7.軋機(jī)，8.軋機(jī)軋輥，9.鋼銅石墨復(fù)合板，10.支架。
圖2為本發(fā)明方法鋼銅石墨復(fù)合板半固態(tài)鑄軋復(fù)合裝置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法復(fù)合裝置的具體說(shuō)明如下鋼銅石墨復(fù)合板半固態(tài)鑄軋復(fù)合裝置包括復(fù)合澆嘴1、軋機(jī)7及支架10。
復(fù)合澆嘴1采用機(jī)械連接方式固定于支架10上，其材質(zhì)為石墨，鋼板2從復(fù)合澆嘴1后部的縫隙進(jìn)入復(fù)合澆嘴1，復(fù)合澆嘴后部的縫隙厚度a為鋼板厚度+0.1mm，鋼板2的上表面與復(fù)合澆嘴1上蓋下表面之間為銅石墨半固態(tài)漿料流道，其厚度b為鋼銅石墨復(fù)合板9的銅石墨覆層厚度，銅石墨半固態(tài)漿料澆口的下端厚度亦為b；復(fù)合澆嘴鋼板底下為冷卻腔4，其后端與銅石墨半固態(tài)漿料澆口下端后側(cè)之間的距離為c，c為軋制速度與鋼板2和銅石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間之積，冷卻腔4二側(cè)設(shè)有入水接頭5和出水接頭6，與管路、節(jié)門、水泵、冷卻水池連接，形成復(fù)合澆嘴1的循環(huán)水冷系統(tǒng)，完成鋼板2與銅石墨半固態(tài)漿料3的冷卻與降溫，冷卻腔4的厚度不限，其長(zhǎng)度d為軋制速度與鋼板2和銅石墨覆層需要冷卻的時(shí)間之積；復(fù)合澆嘴后部縫隙的寬度、銅石墨半固態(tài)漿料流道的寬度、銅石墨半固態(tài)漿料澆口的寬度、冷卻腔4的寬度均為鋼銅石墨復(fù)合板9的寬度f(wàn)；復(fù)合澆嘴前端與軋機(jī)軋輥8呈圓弧接觸，其圓弧面與軋機(jī)軋輥8圓弧面之間的間隙e小于0.5mm。
軋機(jī)7選用能夠提供鑄軋復(fù)合與復(fù)合板平整所需能量的軋機(jī)，軋機(jī)軋輥8為內(nèi)冷式水冷軋輥，輥套為耐熱鋼套。
本發(fā)明復(fù)合方法的具體步驟如下實(shí)施方式一步驟1，將表面經(jīng)過(guò)脫脂、除銹、打毛、浸鍍處理的鋼板預(yù)熱至550℃，鋼板厚度為1.2mm；步驟2，接通復(fù)合澆嘴和軋機(jī)軋輥的水冷系統(tǒng)，冷卻腔的冷卻速度為400℃/min，軋機(jī)軋輥的冷卻速度為300℃/min，軋機(jī)軋輥直徑為320mm；步驟3，啟動(dòng)軋機(jī)，將軋制速度調(diào)至并保持在實(shí)現(xiàn)“跑軋”速度；步驟4，澆注固相率為40％的鈦青銅3.5-3.5石墨半固態(tài)漿料，進(jìn)行“跑軋”，銅石墨半固態(tài)漿料流道的厚度b為1.3mm；
步驟5，“跑軋”1分鐘后，降低軋制速度，使鋼板與鈦青銅3.5-3.5石墨覆層之間能夠在進(jìn)行40s擴(kuò)散后，再經(jīng)過(guò)冷卻腔的40s冷卻，最后經(jīng)過(guò)軋機(jī)軋輥鑄軋形成界面剪切強(qiáng)度為125MPa的鋼鈦青銅3.5-3.5石墨復(fù)合板。
實(shí)施方式二與實(shí)施方式一的區(qū)別為鋼板預(yù)熱溫度為600℃、鈦青銅3.5-4石墨半固態(tài)漿料固相率為45％、鋼板與鈦青銅3.5-4石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間為35s、冷卻腔的冷卻速度為450℃/min、冷卻時(shí)間為35s、軋機(jī)軋輥的冷卻速度為350℃/min，得到的鋼鈦青銅3.5-4石墨復(fù)合板的界面剪切強(qiáng)度為128MPa。
實(shí)施方式三與實(shí)施方式一的區(qū)別為鋼板預(yù)熱溫度為650℃、鈦青銅3.5-5石墨半固態(tài)漿料固相率為50％、鋼板與鈦青銅3.5-5石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間為30s、冷卻腔的冷卻速度為500℃/min、冷卻時(shí)間為30s、軋機(jī)軋輥的冷卻速度為400℃/min，得到的鋼鈦青銅3.5-5石墨復(fù)合板的界面剪切強(qiáng)度為126MPa。
權(quán)利要求
1.一種鋼銅石墨復(fù)合板鑄軋復(fù)合方法，其特征在于，采用鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料進(jìn)行鑄軋復(fù)合成形，具體步驟如下步驟1，將表面經(jīng)過(guò)脫脂、除銹、打毛、浸鍍處理的鋼板預(yù)熱至550～650℃；步驟2，接通復(fù)合澆嘴和軋機(jī)軋輥的水冷系統(tǒng)，冷卻腔的冷卻速度為400～500℃/min，軋機(jī)軋輥的冷卻速度為300～400℃/min；步驟3，啟動(dòng)軋機(jī)，將軋制速度調(diào)至并保持在實(shí)現(xiàn)“跑軋”速度；步驟4，澆注銅石墨半固態(tài)漿料，進(jìn)行“跑軋”，銅石墨半固態(tài)漿料的固相率為40～50％；步驟5，“跑軋”后，降低軋制速度，使復(fù)合過(guò)程在穩(wěn)定的鑄軋條件下進(jìn)行，形成鋼銅石墨復(fù)合板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼銅石墨復(fù)合板鑄軋復(fù)合方法，其特征在于，“跑軋”時(shí)間為1分鐘，鋼板與銅石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間為30～40s，冷卻腔的冷卻時(shí)間為30～40s。
3.一種鋼銅石墨復(fù)合板鑄軋復(fù)合裝置，該裝置包括復(fù)合澆嘴(1)、軋機(jī)(7)及支架(10)；軋機(jī)軋輥(8)為內(nèi)冷式水冷軋輥，輥套為耐熱鋼套；其特征在于復(fù)合澆嘴(1)采用機(jī)械連接方式固定于支架(10)上，其材質(zhì)為石墨，鋼板(2)從復(fù)合澆嘴(1)后部的縫隙進(jìn)入復(fù)合澆嘴(1)，復(fù)合澆嘴后部的縫隙厚度a為鋼板厚度+0.1mm，鋼板(2)的上表面與復(fù)合澆嘴(1)上蓋下表面之間為銅石墨半固態(tài)漿料流道，其厚度b為鋼銅石墨復(fù)合板(9)的銅石墨覆層厚度，銅石墨半固態(tài)漿料澆口的下端厚度亦為b；復(fù)合澆嘴鋼板底下為冷卻腔(4)，其后端與銅石墨半固態(tài)漿料澆口下端后側(cè)之間的距離為c，c為軋制速度與鋼板(2)和銅石墨覆層之間的擴(kuò)散時(shí)間之積，冷卻腔(4)二側(cè)設(shè)有入水接頭(5)和出水接頭(6)，與管路、節(jié)門、水泵、冷卻水池連接，形成復(fù)合澆嘴(1)的循環(huán)水冷系統(tǒng)，完成鋼板(2)與銅石墨半固態(tài)漿料(3)的冷卻與降溫，冷卻腔(4)的厚度不限，其長(zhǎng)度d為軋制速度與鋼板(2)和銅石墨覆層需要冷卻的時(shí)間之積；復(fù)合澆嘴后部縫隙的寬度、銅石墨半固態(tài)漿料流道的寬度、銅石墨半固態(tài)漿料澆口的寬度、冷卻腔(4)的寬度均為鋼銅石墨復(fù)合板(9)的寬度f(wàn)；復(fù)合澆嘴前端與軋機(jī)軋輥(8)呈圓弧接觸，其圓弧面與軋機(jī)軋輥(8)圓弧面之間的間隙e小于0.5mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼銅石墨復(fù)合板鑄軋復(fù)合方法及裝置，屬于鋼銅石墨復(fù)合板半固態(tài)鑄軋復(fù)合研究領(lǐng)域，采用鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料進(jìn)行鑄軋復(fù)合成形，首先在復(fù)合澆嘴內(nèi)完成鋼板與銅石墨半固態(tài)漿料之間的擴(kuò)散，形成復(fù)合界面后，經(jīng)過(guò)冷卻腔冷卻和軋機(jī)軋輥鑄軋形成鋼銅石墨復(fù)合板卷帶，解決現(xiàn)有鋼銅石墨復(fù)合板壓力復(fù)合方法存在的“無(wú)法進(jìn)行卷帶復(fù)合成形”的技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)B21B13/22GK1915546SQ20061011276
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者張鵬, 杜云慧, 劉漢武, 姚莎莎 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)