[发明专利]钛-钢冷轧层压复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属复合材料，属于新材料技术领域，具体是涉及一种钛-钢冷轧层压复合材料。同时，本发明还公开了该复合材料的制造方法。

背景技术

金属钛作为一种稀有金属，具有密度小、强度高、耐高温、耐腐蚀、无磁、透声、抗冲击振动等良好的综合性能，是优质的耐腐蚀轻型结构材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料。由热轧卷经冷轧制造的带卷主要用于发电站冷凝器、板式换热器、化工、建筑等方面，用量约占总量的80%，而这些主要是利用了钛金属的耐腐蚀性，由于，钛金属资源少，制造难度大，其价格非常昂贵。

现有技术中，主要采用下述方案来解决上述问题：

一、使用纯钛材料制做耐腐蚀器具。如钛管和钛容器等。

该方案存在的缺陷：钛材价格昂贵，使钛金属制品制造成本高，产品价格昂贵，不能得到广泛的应用。

二、采用爆炸法和热轧法制造钛钢复合板。

该方案存在的缺陷：只能板块生产，厚度精度差，不能成带卷，因此不能用作精密制管和小防腐容器。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种使用性能与钛金属相同，而整体机械性能超过纯钛的新材料，即钛-钢冷轧层压复合材料。

本发明采用的技术方案如下：

钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，以钢带卷作为基材，基材的上、下两面中的至少有一面复合有纯钛卷板，复合材料金属分层重量比为：钛10～30%，钢70～90%。

优选地，所述基材的一面复合有纯钛卷板。

进一步，所述钢带卷为热轧或冷轧碳素钢钢带卷，采用SPHC/SPCC或SPHE/SPCE碳素钢。

进一步，所述钢带卷厚度为2.0～8.0mm，宽度为300～1000mm。

进一步，所述纯钛卷板为TA1或TA2。

进一步，所述纯钛卷板厚度为0.3～2.0mm，宽度为300～1000mm。

制造钛-钢冷轧层压复合材料的方法，其特征在于，步骤如下：

①、冷轧

轧机的入口侧设有二套带卷开卷设备，分上下布置；

下层的钢带开卷后，经砂带打磨机将钢带上下表面的氧化铁皮打磨干净，然后用钢丝刷机将钢带表面刷毛，使其表面达到复合轧制要求的表面织构；

上层的钛带开卷后，用钢丝刷机将复合面的表面刷毛，使其复合面也达到复合要求的表面织构；

两层金属经表面处理好后同时穿过轧机，并将带头送至卷进取机钳口夹住，使复合后的带材缠绕在卷取机的卷筒上，进行复合轧制，轧制变形量为60～70%；

②、真空罩式退火

将复合带卷垛放在罩式退火炉台上，每两卷之间放置一块中间对流板，顶部放顶部对流板，扣上保护内罩和加热罩，炉内抽真空，当真空度达到升温退火要求，按30℃/h的升温速度，将炉温升到650～760℃，保温4～6小时；

开始降温，移出加热罩，扣上冷却罩，空冷至550℃，再采取快速水冷却至90℃以下，再吊开冷却罩和保护罩，冷却至40℃；

③、平整

经复合轧制和退火后的复合带卷，通过四辊单机架平整机进行平整，带材的平整度为1.0～3.0%。

进一步，平整操作后还设有精整步骤，精整步骤包括：

①、质量检查，将不良品和不合格品切除；

②、纵剪分条或横剪定尺剪板；

③、包装入库。

制造方法中，复合轧制后的带卷在真空罩式退火炉进行退火，消除冷轧加工硬化，同时在复合材料的结合界面上钛、钢原子扩散，使钛钢结合面上达到原子间结合形成一体，从而制造成一种表面性能等同于纯钛而内在性能超过纯钛的新材料。

本发明钛-钢冷轧层压复合材料，与现有技术相比，其有益效果表现在：

1、节约钛资源，在使用钛钢复合材料，钛的含量仅为10～30%。

2、降低钛制品的生产成本，钛钢复合材料的成本只有纯钛的1/3。

3、使有限的钛资源得到合理的使用，可以更广泛的应用到各个领域。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对发明作进一步的说明。

图１是本发明第一实施例的结构示意图。

图2是本发明第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

作为本发明的第一实施例，请参阅图1，钛-钢冷轧层压复合材料，是以钢带卷1作为基材，基材1的上、下两面均复合有纯钛卷板2，其中：