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      一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法

      文檔序號:3076107閱讀:302來源:國知局
      一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于層狀復(fù)合材料的制備加工【技術(shù)領(lǐng)域】的一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法。此方法適用于鋼鋁復(fù)合板,特別是厚度為2~4mm鋼鋁復(fù)合板薄板的制備加工。所采用的工藝步驟依次為:耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面的表面處理、爆炸焊接、退火處理、校平和裁邊、鉚接組坯、溫軋、校平、切定尺。本發(fā)明方法采用“爆炸焊接+溫軋”工藝將耐磨鋼板和鋁合金板復(fù)合在一起,制備出鋼鋁復(fù)合板,既具有良好的耐磨性,又實現(xiàn)了輕量化,將具有廣闊的應(yīng)用前景。適合于批量生產(chǎn)鋼鋁復(fù)合板,特別是厚度為2~4mm鋼鋁復(fù)合板薄板的制備加工。
      【專利說明】一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于層狀復(fù)合材料制備加工【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]耐磨鋼廣泛應(yīng)用于礦山機械、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、電力機械、交通運輸?shù)炔块T;在各種各樣的機械中凡是有相對運動的工件間,皆會產(chǎn)生各種類型的磨損,都會有提高工件材料耐磨性的要求或要求采用耐磨鋼,但鋼的密度大。目前在各行各業(yè),特別是在交通運輸行業(yè)面臨著節(jié)能、環(huán)保的巨大壓力,需要實現(xiàn)車輛、設(shè)備的輕量化。鋁合金的密度小、價格低,延展性好。如果能將耐磨鋼和鋁合金兩者結(jié)合起來,制備出耐磨輕質(zhì)鋼鋁層狀復(fù)合材料,將具有廣闊的應(yīng)用前景。
      [0003]爆炸焊接是一種制造異種金屬層狀復(fù)合板的工藝技術(shù),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鋼/不銹鋼、鈦/鋼、銅/鋼、銅/鋁、普通碳鋼/鋁、不銹鋼/鋁等雙層或多層復(fù)合板材料的生產(chǎn)中。耐磨鋼板和鋁合金板同樣也能通過爆炸焊接的方法實現(xiàn)連接,但由于耐磨鋼的硬度大,韌性高,與鋁合金的性能相差很大,所以爆炸焊接工藝與其他兩種性質(zhì)相差不大的金屬相比有所不同。因此如何將兩種性能相差很大的金屬復(fù)合在一起,是一個技術(shù)難關(guān)。此外爆炸焊接目前主要用于制備總厚度> 5mm的層狀復(fù)合板,為了制備出最終厚度為2?4mm的層狀復(fù)合板,必須對爆炸復(fù)合板進行進一步的軋制減薄。本發(fā)明經(jīng)過大量實驗,找到了采用“爆炸焊接+溫軋工藝”制備耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板薄板的方法。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明的目的是提供一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法。
      [0005]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
      [0006]一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法,包括如下步驟:
      [0007]( I)耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面的處理:取經(jīng)退火處理的耐磨鋼板和鋁板,用機械打磨的方法將耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面進行打磨,之后將板材保存在干燥環(huán)境中,并在24小時之內(nèi)使用。
      [0008](2)爆炸焊接:將處理好的耐磨鋼板和鋁板進行爆炸焊接;
      [0009](3)退火處理:將爆炸焊接好的鋼鋁復(fù)合板進行退火處理,退火溫度為400?460°C,保溫I?3小時,隨爐冷卻;
      [0010](4)校平和裁邊:將退火之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進行校平處理,并進行裁邊,去掉復(fù)合板四邊未復(fù)合或開裂的部分;
      [0011](5)鉚接組坯:將兩張校平之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進行四邊鉚接組坯,組坯方式為鋁-鋼、鋼-鋁,即鋼層在內(nèi),鋁層在外;
      [0012](6)溫軋:將組好坯的一對爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板放入加熱爐中加熱到400?4600C,保溫I?5小時,然后進行溫軋,道次壓下率為16%?20%,總共進行4道次,總加工率為50%~60% ;
      [0013](8)校平:拆開經(jīng)過溫軋的鋼鋁復(fù)合板板坯,然后對單張的鋼鋁復(fù)合板進行校平;
      [0014](9)切定尺:對校平后的鋼鋁復(fù)合板切定尺,得到成品板材。
      [0015]步驟(1)中所述耐磨鋼板為錳系低合金耐磨鋼板;鋁板為表面包覆有純鋁的鋁合金2024板,其表面包覆純Al層厚度為0.25mm。
      [0016]優(yōu)選的,所述耐磨鋼板為合金牌號為16MnK,20ΜηΚ和25MnVK的錳系低合金耐磨鋼板。
      [0017]優(yōu)選的,步驟(1)中所述耐磨鋼板的厚度為I~2mm,鋁板的厚度為4~8 mm。
      [0018]優(yōu)選的,步驟(2)中所述爆炸焊接的工藝參數(shù)為:使用銨油混合炸藥,其質(zhì)量百分比組成為:70~90%的NH4N03、5~15%的柴油、5~15%的鋸末;炸藥的爆速為2000~4000m/s ;炸藥高度為20~40mm ;安裝間隙為2~5mm,間隙支撐物為純招薄片制作,電雷管邊部起爆;耐磨鋼板為覆板在上,招板為基板在下,放在地基上;在耐磨鋼板上涂上I~2mm厚的黃油作為保護層。
      [0019]本發(fā)明的有益效果為:采用“爆炸焊接+溫軋”工藝將耐磨鋼板和鋁合金板復(fù)合在一起,制備出鋼鋁復(fù)合板,既具有良好的耐磨性,又實現(xiàn)了輕量化,將具有廣闊的應(yīng)用前景。適合于批量生產(chǎn)鋼鋁復(fù)合板,特別是厚度為2~4mm鋼鋁復(fù)合板薄板的制備加工。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0020]圖1為耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備工藝流程圖。
      【具體實施方式】
      [0021 ] 下面通過附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
      [0022]實施例1
      [0023]根據(jù)圖1所示的制備工藝流程圖,厚度為2mm鋼鋁復(fù)合板的制備步驟如下:耐磨鋼板為16MnK合金:
      [0024](I) 16ΜηΚ耐磨鋼板和招合金2024板待復(fù)合表面的表面處理:選擇退火處理的16ΜηΚ耐磨鋼板和鋁合金2024板,16ΜηΚ耐磨鋼板規(guī)格為1050 X 1050 X 1mm,成分如表1所示,鋁合金2024板規(guī)格為1000X 1000 X 4mm(其中表面包覆純Al層厚度為0.25mm),成分如表2所示;采用機械打磨的方法將16MnK耐磨鋼板和鋁合金2024板待復(fù)合表面進行打磨處理,并清理干凈,打磨之后的板材在干燥的環(huán)境中保存,并在24小時之內(nèi)使用。
      [0025]表1 16ΜηΚ耐磨鋼的化學成分(%)
      [0026]
      【權(quán)利要求】
      1.一種層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法,其特征在于,包括如下步驟: (1)耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面的處理:取經(jīng)退火處理的耐磨鋼板和鋁板,用機械打磨的方法將耐磨鋼板和鋁板待復(fù)合表面進行打磨,之后將板材保存在干燥環(huán)境中,并在24小時之內(nèi)使用; (2)爆炸焊接:將處理好的耐磨鋼板和鋁板進行爆炸焊接; (3)退火處理:將爆炸焊接好的鋼鋁復(fù)合板進行退火處理,退火溫度為400?460°C,保溫I?3小時,隨爐冷卻; (4)校平和裁邊:將退火之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進行校平處理,并進行裁邊,去掉復(fù)合板四邊未復(fù)合或開裂的部分; (5)鉚接組坯:將兩張校平之后的爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板進行四邊鉚接組坯,組坯方式為鋁-鋼、鋼-鋁,即鋼層在內(nèi),鋁層在外; (6)溫軋:將組好坯的一對爆炸焊接鋼鋁復(fù)合板放入加熱爐中加熱到400?460°C,保溫I?5小時,然后進行溫軋,道次壓下率為16%?20%,總共進行4道次,總加工率為50%?60% ; (8)校平:拆開經(jīng)過溫軋的鋼鋁復(fù)合板板坯,然后對單張的鋼鋁復(fù)合板進行校平; (9)切定尺:對校平后的鋼鋁復(fù)合板切定尺,得到成品板材。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法,其特征在于,步驟(I)中所述耐磨鋼板為錳系低合金耐磨鋼板;鋁板為表面包覆有純鋁的鋁合金2024板,其表面包覆純Al層厚度為0.25mm。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法,其特征在于,步驟(I)中所述耐磨鋼板的厚度為I?2mm,招板的厚度為4?8 mm。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀耐磨輕質(zhì)鋼鋁復(fù)合板的制備方法,其特征在于,步驟(2)中所述爆炸焊接的工藝參數(shù)為:使用銨油混合炸藥,其質(zhì)量百分比組成為:70?90%的NH4NO3>5?15%的柴油、5?15%的鋸末;炸藥的爆速為2000?4000m/s ;炸藥高度為20?40mm ;安裝間隙為2?5mm,間隙支撐物為純鋁薄片制作,電雷管邊部起爆;耐磨鋼板為覆板在上,鋁板為基板在下,放在地基上;在耐磨鋼板上涂上I?2mm厚的黃油作為保護層。
      【文檔編號】B21B1/38GK103878536SQ201210560634
      【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
      【發(fā)明者】彭海健, 李德富 申請人:北京有色金屬研究總院
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