材料合成 復(fù)合板-李朝龍

不銹鋼復(fù)合板制備技術(shù)制作人：李朝龍授課教師：別利劍目錄不銹鋼復(fù)合板簡介1

不銹鋼復(fù)合板制備方法2總結(jié)3一、簡介1.不銹鋼復(fù)合板是碳鋼基層與不銹鋼覆層通過一定的方式復(fù)合而成的一種雙金屬復(fù)合材料。2.從性能上看，它不僅具有不銹鋼耐磨、耐蝕、耐氧化、使用壽命長等特點(diǎn)，還具備了碳鋼高強(qiáng)韌性、耐沖擊、可拉伸等機(jī)械性能。3.從經(jīng)濟(jì)角度看，不銹鋼復(fù)合板降低了生產(chǎn)不銹鋼所需的鉻、鎳等稀有金屬使用量，使制造成本大幅度降低。4.不銹鋼覆層的選擇關(guān)系到不銹鋼復(fù)合板的整體性能，一般多采用304、316L、1Cr13及雙相不銹鋼等，基層碳鋼的選擇多考慮回彈和外界環(huán)境等要求。5.對于不銹鋼復(fù)合板的研究，國外從20世紀(jì)60年代開始，到70年代發(fā)展趨于成熟，開始商業(yè)化生產(chǎn)，20世紀(jì)80年代向品種與工藝的多樣化發(fā)展。目前，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始大批量生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板，形成了規(guī)模化、商品化，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)社會效益。尤其是日本，采用直接軋制法制取的不銹鋼復(fù)合板具有不結(jié)合面積所占比例小，結(jié)合強(qiáng)度較高的特點(diǎn)。6.中國的不銹鋼復(fù)合板的研制始于20世紀(jì)60年代初，主要方式有爆炸復(fù)合法、爆炸軋制復(fù)合法冷軋和熱軋等?？偟膩碚f，我國不銹鋼復(fù)合板生產(chǎn)發(fā)展迅速，在一些方面已與國外水平相當(dāng)，但某些技術(shù)方面仍與國外存在一定差距，產(chǎn)品質(zhì)量仍有待提高。這主要表現(xiàn)在未結(jié)合面積占有比例偏大、結(jié)合面抗剪強(qiáng)度較低及覆層金屬厚度不均勻等方面。二、不銹鋼復(fù)合板制備方法2.1爆炸復(fù)合法

爆炸復(fù)合法是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量驅(qū)動兩塊金屬板高速碰撞進(jìn)行焊接，是將炸藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能使金屬材料連接的一種有效方法。由于加載壓力和界面高溫持續(xù)時(shí)間短，阻礙了基、復(fù)臺板金屬之間的化學(xué)反應(yīng)，焊合區(qū)的厚度常在幾十微米以內(nèi)，因此適于大部分金屬對之間的焊接。

爆炸復(fù)合時(shí)，不銹鋼平行安置于金屬基層的上方，兩者間留一條小的間隙，在炸藥產(chǎn)生的沖擊波作用下，碰撞結(jié)合。在碰撞過程中，兩種金屬的原子鏈打開，相互滲透，兩種原子重新結(jié)合，牢固地焊接在一起圖一、爆炸復(fù)合工藝示意圖1.爆炸復(fù)合法的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）能實(shí)現(xiàn)大面積、大厚度金屬板的復(fù)合；（2）能實(shí)現(xiàn)熔點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)以及硬度等性能差別較大的兩種復(fù)合材料的復(fù)合；（3）能適應(yīng)大小不同批量的生產(chǎn)。2.爆炸法生產(chǎn)復(fù)合板的缺點(diǎn)是爆炸復(fù)合時(shí)在界面有明顯的碳的遷移，不能制備極大尺寸的不銹鋼復(fù)合板，復(fù)合板的表面質(zhì)量較差。

軋制復(fù)合法可分為熱軋復(fù)合法和冷軋復(fù)合法，熱軋復(fù)合法是讓兩種表面潔凈的金屬相互接觸，通過加熱和塑性變形時(shí)原子間高度擴(kuò)散作用達(dá)到連續(xù)的冶金結(jié)合的復(fù)合方法。其金屬間的結(jié)合強(qiáng)度通常比原組合金屬高。冷軋復(fù)合是通過軋機(jī)的壓力使金屬復(fù)合，不會出現(xiàn)熱軋復(fù)合時(shí)普碳鋼中的碳向不銹鋼側(cè)擴(kuò)散的情況，但對軋機(jī)的要求大大提高。

目前軋制復(fù)合法主要是熱軋復(fù)合法。目前世界上80%的復(fù)合板是采用軋制復(fù)合法生產(chǎn)的。2.2軋制復(fù)合法1.軋制復(fù)合法有以下優(yōu)點(diǎn)（1）可以比較方便地生產(chǎn)大尺寸的復(fù)合板；（2）可以減少非金屬雜質(zhì)對結(jié)合界面的污染；（3）可在基材和不銹鋼之間加入鎳，形成保護(hù)膜，防止不銹鋼層增碳。2.軋制復(fù)合法的缺點(diǎn)是制造過程工序多，因此不宜生產(chǎn)小規(guī)格的不銹鋼復(fù)合板圖2對稱軋制時(shí)復(fù)合板的組合2.3逆向凝固法

逆向凝固制備復(fù)合板的基本原理是將一定厚度的冷軋帶或熱軋帶作為母帶，將低溫母帶以一定速度由上而下穿過凝固器中一定高度的鋼液，母帶使附近的鋼水降溫，鋼液在低溫母帶的兩個(gè)表面凝固生長，形成新生相凝固層（簡稱新相層），形成數(shù)倍于母帶厚度的鑄態(tài)薄帶。因?yàn)槟堂媸亲詢?nèi)向外推進(jìn)的，與傳統(tǒng)的凝固方向相反，故稱為逆向凝固。圖3逆向凝固法制備不銹鋼復(fù)合板工藝示意圖鋼帶離開凝固器鋼液表面時(shí)，新相層和母帶牢固的結(jié)合在一起，可形成一定厚度的鑄帶，剛剛離開凝固器的鑄帶表面還處于半凝固狀時(shí)，置于凝固器上部的平整軋輥就對此鑄帶進(jìn)行平整初軋，從而得到表面平整，厚度均勻的薄帶。2.3電磁連鑄法

電磁連鑄法尚處于研究階段，其制備復(fù)合不銹鋼板的原理是兩種化學(xué)成分不同的鋼液同時(shí)分別通過不同的浸入式水口注入結(jié)晶器。由于在結(jié)晶器的下部安裝了水平磁場，作用在鋼流上的洛侖磁力垂直穿過水平磁場，抑制了兩種鋼液的混合，而且水平磁場成為一個(gè)分界線，依靠磁流體力的作用把結(jié)晶器熔池分為上、下兩部分。通過結(jié)晶器冷卻作用，上部熔池的鋼液凝固成為復(fù)合鋼坯的外層。下部熔池的鋼液在外殼的里邊凝固形成復(fù)合鋼坯的內(nèi)芯。三、總結(jié)1、各種不銹鋼復(fù)合板的制備方法各有優(yōu)點(diǎn)，難以完全互相替代。逆向凝固法、電磁連鑄法制備不銹鋼復(fù)合板流程緊湊，成本低，競爭力強(qiáng)，將可能成為大批量、連續(xù)化生產(chǎn)不銹鋼復(fù)合板、帶的主要方法。2、不銹鋼復(fù)合板的研究歷來已久,所存在的問題不容忽視,在此應(yīng)充分利用獨(dú)特的技術(shù)、資源優(yōu)勢,努力縮小與國外在某些方面的差距,大力開發(fā)高質(zhì)量的不銹復(fù)合板,滿足社會的需要。參考文獻(xiàn)1.甘平亞等.汽車熱交換器用三層復(fù)合合金箔材的冷軋復(fù)合工藝.中國有色金屬學(xué)報(bào),1996,6(2):782.張永福,丁修坤.雙金屬固相異步軋制新工藝.東北工學(xué)院學(xué)報(bào),1991,12(6):6193.王廷溥.不銹復(fù)合鋼板生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀.鋼鐵,1986,21（1）474.彭志輝,佘旭凡.不銹鋼覆鋁板的四層對稱軋制復(fù)合.武漢冶金科