钛钢钛复合板扩散焊的生产方法
【专利摘要】一种钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，其技术要点是，包括以下步骤：1）剪裁钢板、钛板、纯铁薄板或纯铜薄板，打磨结合面后备用；2）由将上述材料组成两组复合板坯，两组之间涂抹隔离剂；复合板组坯安置在低碳钢制作的包套中，上下钛板与包套接触面涂抹隔离剂；在包套侧面设置脱气孔；在脱气孔处焊接导管，检查气密性；3）包套抽真空至真空度＜0.001Pa；4）用油压机压合复合板坯包套，压合时保持真空；加热880~950℃进行扩散焊复合板坯，然后空气中冷却至室温；5）剥离包套，去除周边的点焊焊肉，得到两张钛钢钛复合板。本发明的方法不受季节影响，无环境污染，生产规模与产品规格可控。并且避免了连续热轧制造方法只能制造薄板的局限性。
【专利说明】 钛钢钛复合板扩散焊的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属复合材【技术领域】，具体地说是一种钛钢钛复合板扩散焊的生
产方法。
【背景技术】
[0002]钛是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力(包括海水、王水及氯气)。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被誉为“太空金属”。但其使用成本较高，尤其是作为结构部件时问题尤为突出。为降低使用成本，通常将其制成钛钢钛复合板。不但具有钛的耐蚀性，而且具有普通钢板的强度，大幅降低了使用成本。
[0003]钛钢钛复合板的制造方法主要包括填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法。其中，轧制压接法又包括厚板轧制法与连续热轧法。爆炸复合法通常是在常温下进行的，对环境污染过高，不利于环保。轧制压接法是将板组装、加热轧制。爆炸复合法、厚板轧制法制造的钛钢钛复合板为厚板，连续热轧法制造的钛钢复合薄板，主要用作海洋钢构造物的衬里。综上所述，现有技术中的钛钢钛复合板扩散焊的生产方法无法同时满足环境污染小、生产规格与产品规格可控等特点，因此需要对现有的生产工艺进行改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，从根本上解决了上述问题。
[0005]本发明的目的是这样实现的:该钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，包括以下步骤:
1)剪裁钢板、钛板、过渡层材料:纯铁薄板或纯铜薄板，打磨结合面后备用；
2)由上自下依次排列钛板、过渡层材料、钢板、过渡层材料、钛板，隔离剂，钛板、过渡层材料、钢板、过渡层材料、钛板构成复合板坯，复合板组坯安置在低碳钢制作的包套中；在复合板的接合处外部采用氩弧焊点焊固定，上下钛板与包套的低碳钢薄板采用氧化镁粉末进行隔离；在包套脱气孔处焊接导管，导管与充气泵、压力表相连，0.2MPa下检查气密性，若无问题则卸下充气泵与压力表；
3)将导管与真空系统相连，启动机械泵抽真空至真空度<5Pa，启动扩散泵使真空度
<0.0OlPa ；
4)用油压机在6MPa?10MPa压力下压合复合板坯，压合时保持真空度0.0OOOf 0.0OlPa，采用电力加热板或感应线圈加热在80(T95(TC进行扩散焊复合板坯并保温2(T60min，然后保持压力和真空度随炉冷却至室温；
5)剥离包套，去除复合板周边的点焊焊肉，得到两张钛钢钛复合板。
[0006]所述步骤4)采用上下两块加热板直接对复合板坯加热或采用中频感应线圈透热加热。
[0007]所述钛板与钢板的厚度比为f 1.5 =IO0
[0008]所述隔离剂为氧化镁粉末或重量份数比为1:0.6^1.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。
[0009]所述步骤I)中，打磨面采用真空气氛保护。
[0010]所述包套是采用Q235低碳钢薄板制作，导管由低碳钢或不锈钢制成。
[0011]本发明具有的优点及积极的技术效果是:采用本发明的方法，既克服了传统爆炸法环境污染大，受天气制约明显的弊端，又避免了传统连续热轧法制造规格的局限性(只能制造薄板)。生产规模与产品规格可控，复合板的基层、覆层完全不受限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]以下结合附图对本发明作进一步描述。
[0013]附图标记说明:1覆板、2基板、3包套、4过渡层、5隔离层、6通气孔。
[0014]图1为本发明的复合板坯层状结构示意图；
图2为脱气孔位置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
根据图f 2详细阐述本发明的复合板坯结构及生产方法。该钛钢钛复合板扩散焊的生产方法包括以下步骤:选料-表面处理-组坯(点焊周边-制作包套-镶焊导管-气密性检查-抽真空)-板坯加压-扩散焊-清除包套-清除点焊焊肉。
[0016]主要涉及以下设备:剪板机、打磨机、氩弧焊机、充气泵、油压机、真空泵、扩散泵
坐寸ο
[0017]具体说包括以下步骤:
I)选择覆板I (钛板)、基板2 (钢板)、过渡层4 (纯铁薄板或纯铜薄板)的板材。在剪板机上按照工艺尺寸剪裁钢板、钛板、纯铁薄板或纯铜薄板，使用打磨机对待结合面进行打磨，钛表面采用钢丝轮打磨，钢板表面采用砂轮打磨，要求表面光洁无污物，呈现清新金属面。打磨后置于真空气氛保护备用，配制隔离剂备用。真空气氛解决了加热过程中复合层面脱气过程或加热过程易氧化、干燥等问题。钛板与钢板的厚度比为1:10。隔离剂为氧化镁粉末或重量份数比为1:0.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。钢板优选Q235，板面平整、无缺欠、无德碰、无过度氧化。钛板优选TAl,板面无缺欠、无德碰。
[0018]2)由上自下依次放置覆板、过渡层、基板、过渡层、覆板，隔离剂，覆板、过渡层、基板、过渡层、覆板构成复合板坯，安置在低碳钢制作的包套3 (如纯铁薄板制成的包套盒)中，各板的接合处外部采用氩弧焊点焊固定，上下覆板与包套3采用氧化镁粉末的隔离层5进行隔离。过渡层4厚度为0.1-0.4mm。在脱气孔6处焊接由低碳钢(如低碳钢Q235)或不锈钢制成的导管。通过导管在0.2MPa下检查气密性，周边焊接的隔离板各处焊缝若无泄露，若无问题则卸下充气泵与压力表。
[0019]3)—个(或多个)导管接到真空系统，开启真空泵，将周边焊接的隔离板内腔的空气排出。在真空度达< 5Pa时，启动扩散泵达到更高的真空度(真空度< 0.0OlPa)。[0020]4)复合板坯包套安置在两块加热板之间或感应线圈中间。复合时保持真空度
0.00001?0.0OlPa，油压机对复合板坯施加6MPa?IOMPa压力压合复合板坯。在80(T950°C进行扩散焊复合板坯并保温2(T60min，然后随炉冷却至室温。剥离包套，清除点焊焊肉，即可得到两块钛钢钛复合板。
[0021]实际生产中，优选投影尺寸1220mmX 2440mm的复合板坯，并配置可移动的三工位油压机,油压机工作台尺寸为2000mmX 5000mm，工程压力2.94MPa (3000t)。
[0022]步骤4)中复合板坯加热方法，可采用上下两块加热板直接对复合板坯加热，也可采用中频感应加热。其中，中频感应热透式加热电源，加热时间短，能够保证加热方式的可操作性和温控系统的可靠性。
[0023]实施例2
钛板与钢板的厚度比1.5:10 ;隔离剂为重量份数比为1.0:0.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。其他步骤同实施例1。
[0024]实施例3
钛板与钢板的厚度比为1.2:10 ;隔离剂为重量份数比为1.0: 1.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。其他步骤同实施例1。
[0025]实施例4
钛板与钢板的厚度比为1.4:10 ;隔离剂为重量份数比为1:1的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。其他步骤同实施例1。
【权利要求】
1.一种钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)剪裁钢板、钛板、过渡层材料:纯铁薄板或纯铜薄板，打磨结合面后备用； 2)由上自下依次排列钛板、过渡层材料、钢板、过渡层材料、钛板，隔离剂，钛板、过渡层材料、钢板、过渡层材料、钛板构成复合板坯，复合板组坯安置在低碳钢制作的包套中；在复合板的接合处外部采用氩弧焊点焊固定，上下钛板与包套的低碳钢薄板采用氧化镁粉末进行隔离；在包套脱气孔处焊接导管，导管与充气泵、压力表相连，0.2MPa下检查气密性，若无问题则卸下充气泵与压力表； 3)将导管与真空系统相连，启动机械泵抽真空至真空度<5Pa，启动扩散泵使真空度<0.0OlPa ； 4)用油压机在6MPa~10MPa压力下压合复合板坯，压合时保持真空度0.0OOOf 0.0OlPa，采用电力加热板或感应线圈加热在80(T95(TC进行扩散焊复合板坯并保温2(T60min，然后保持压力和真空度随炉冷却至室温； 5)剥离包套，去除复合板周边的点焊焊肉，得到两张钛钢钛复合板。
2.根据权利要求1所述的钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，其特征在于:所述步骤4)采用上下两块加热板直接对复合板坯加热或采用中频感应线圈透热加热。
3.根据权利要求1所述的钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，其特征在于:所述钛板与钢板的厚度比为广1.5:10。
4.根据权利要求1所述的钛钢钛复合板扩散焊的生产方法，其特征在于:所述隔离剂为氧化镁粉末或重量份数比为1:0.6^1.6的氧化镁粉末与滑石粉的混合物。`
5.根据权利要求1所述的钛钢钛复`合板的扩散焊生产方法，其特征在于:所述步骤I)中，打磨面采用真空气氛保护。
6.根据权利要求1所述的钛钢钛复合板的扩散焊生产方法，其特征在于:所述包套是采用Q235低碳钢薄板制作，导管由低碳钢或不锈钢制成。
【文档编号】B23K20/14GK103817426SQ201410091679
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】宋洪海, 阎东辉 申请人:沈阳和世泰通用钛业有限公司