一种不锈钢/碳钢切屑芯复合型钢的制备方法
【专利说明】
[0001]技术领域本发明涉及一种钢材的制备方法。
[0002]【背景技术】目前，由于不锈钢材质的型钢不易磨损，耐腐蚀，质感好，已经广泛的应用于侵蚀性严重的工业或海洋大气环境中建筑的屋顶、幕墙、侧墙结构架以及民用建筑中的门窗、橱柜、炉具、太阳能等。但不锈钢价格较高，限制了它们的应用。不锈钢复合型钢作为一种资源节约型的产品，减少了贵重金属的消耗，实现低成本和高性能的完美结合，有良好的社会效益。一般以不锈钢为复层，碳钢为基材，它分为单面或双面复层，双面复合型钢的中间层主要采用低碳钢，并且目前均为板材。
[0003]不锈钢复合材料的制备方法主要有爆炸复合与轧制复合。爆炸复合存在以下问题:爆炸引起表面质量差，造成噪声和烟尘污染，生产效率较低，且不适合形状较复杂的型钢制作。轧制生产不锈钢复合产品均为符合板材，对于轧制生产不锈钢复合型钢，尚未见报道。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种方法简单、成本低，适合工业化大批量生产的不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢的制备方法。本发明主要是采用碳钢切肩作为不锈钢管的中间层原料，通过制备复合坯料、加热保温、乳制复合制备成不锈钢复合型钢。
[0005]本发明的制备方法如下:
[0006](I)原料:
[0007]不锈钢管和碳钢切削加工产生的切肩，所述不锈钢管为无缝管或直缝焊管。
[0008](2)原料处理:
[0009]对不锈钢管内壁进行抛刷、高压清洗，干燥处理。对碳钢切肩进行综合处理，首先将碳钢切肩进行破碎并筛选出杂质，然后在还原炉中加热600?700°C，进行退火处理，并清除表面油污和氧化层后冷却。
[0010](3)制备复合坯料:
[0011]将步骤(2)的不锈钢管放入到模具中，把步骤(2)处理好的碳钢切肩填充到上述不锈钢管中，在管两端插入压杆，经600MPa?750MPa的单位压力下压实，然后继续填料、压实，反复进行填充、压实，直到管内碳钢切肩距管口 70?80mm后，在管的两端分别填充10?20mm石墨粉并压实。两端添加石墨的目的是在不锈钢管内制造还原环境，防止加热以及轧制过程中空气进入管内，使内部碳钢切肩氧化。最后，取出上述压杆，将管的两端紧口，制备成复合坯料。
[0012]⑷加热保温:
[0013]将步骤(3)制备的复合坯料放入到加热炉中加热，加热温度为1100?1200°C，保温30?60分钟，复合棒的数量越多、坯料越大，保温时间就越长。
[0014](5)轧制复合:
[0015]将步骤(4)加热后的复合坯料放在轧机上，为保证宽展部位获得可以达到冶金结合的塑性变形，采用限制程度高的限制宽展孔型进行轧制，利用轧制产生的压力以及塑性变形使碳钢切肩间、不锈钢与碳钢切肩间发生冶金结合，根据所需产品尺寸调整轧制道次及压下量，在轧件较厚时结合立辊轧制调整轧件宽度。
[0016](6)后处理:
[0017]将轧制后的不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢进行平整矫直、酸洗、切边定尺、超声波探伤等；可根据需要将不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢的表面进表面处理，如表面拉丝、抛光、压花、着色等；也可根据需要将制成的不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢进行机械加工、焊接等，制成所需结构。
[0018]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0019]1、能够有效的实现不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢中碳钢切肩间、不锈钢与碳钢切肩间的冶金结合，碳钢切肩芯的组织连续致密，复合型钢的表面质量好，不锈钢壁厚分布均匀。
[0020]2、方法简单、成本低，适合工业化大批量生产的特点。
[0021]3、与实芯不锈钢复合型钢相比具有更优异的性能价格比。
[0022]4、所制得的不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢与实芯不锈钢复合型钢一样，具有优良的机械强度和塑性变形能力，可以进行一定的压力加工，如折弯，冲压，剪切等，可以制备成各种结构件。
【附图说明】
[0023]图1是本发明复合坯料制备模具示意图。
[0024]图2是本发明复合坯料端部紧口示意图。
[0025]图3是本发明实施例1孔型轧制复合角钢示意图。
[0026]图4是本发明实施例2孔型轧制复合槽钢示意图。
【具体实施方式】
[0027]实施例1
[0028]采用304不锈钢无缝管I和Q195碳钢切肩2为原料，其中不锈钢管直径为200mm，管壁厚20mm。对上述不锈钢管内壁进行抛刷、高压清洗，干燥处理。将碳钢破碎并筛选出杂质，然后在还原炉中加热600°C，进行退火处理，并清除表面油污和氧化层后冷却。将上述不锈钢管放入到模具5中，采用压力机将上述处理好的碳钢切肩填充到上述不锈钢管中，使不锈钢管和碳钢切肩芯之间为紧配合，管两端插入压杆3，在600MPa的单位压力下压实，然后继续填料、压实，反复进行填料、压实，直到管内碳钢切肩距管口 70mm后，在管的两端填充1mm厚的石墨粉4并压实，两端添加石墨的目的是防止加热以及轧制过程中空气进入管内，使内部碳钢切肩氧化，如图1所示。最后，取出上述压杆，将管的两端紧口，如图2所示。
[0029]将上述制备好的复合坯料放入到加热炉中加热，加热温度为1100°C，保温60分钟，然后将复合坯料在轧机上进行轧制，采用限制宽展孔型进行轧制，经10道次轧制后，再进行平整、矫直，即制成不锈钢/碳钢切肩芯复合角钢，如图3所示。最后，将上述复合角钢在酸洗液中清洗，去除表面的氧化皮等，并切边定尺、探伤检查，即制成合格的不锈钢/碳钢切肩芯复合角钢。
[0030]实施例2
[0031]采用304不锈钢直缝焊管和Q195碳钢切肩为原料，其中不锈钢管直径为200mm，管壁厚20mm。对上述不锈钢管内壁进行抛刷、高压清洗，干燥处理。将碳钢破碎并筛选出杂质，然后在还原炉中加热700°C，进行退火处理，并清除表面油污和氧化层后冷却。将上述不锈钢管放入到模具中，采用压力机将上述处理好的碳钢切肩填充到上述管中，使不锈钢管和碳钢切肩芯之间为紧配合，管两端插入压杆，经750MPa的压力下压实，然后继续填料、压实，反复进行填料、压实，直到管内碳钢切肩距管口 80mm后，在管的两端填充20mm厚的石墨粉并压实，两端添加石墨的目的是防止加热以及轧制过程中空气进入管内，使内部碳钢切肩氧化。最后，取出上述压杆，将管的两端紧口。
[0032]将上述制备好的复合坯料放入到加热炉中加热，加热温度为1200°C，保温30分钟，然后将复合坯料在轧机上进行轧制，采用限制宽展孔型进行轧制，经10道次轧制后，再进行平整、矫直，即制成不锈钢复合槽钢，如图4所示。最后，将上述复合槽钢在酸洗液中清洗，去除表面的氧化皮等，并切边定尺、探伤检查，即制成合格的不锈钢/碳钢切肩芯复合槽钢。
【主权项】
1.一种不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢的制备方法，其特征在于: (1)原料为不锈钢管和碳钢切削加工产生的切肩，所述不锈钢管为无缝管或直缝焊管； (2)对不锈钢管内壁进行抛刷、高压清洗，干燥处理；将碳钢切肩进行破碎并筛选出杂质，然后在还原炉中加热600?700°C，进行退火处理，并清除表面油污后冷却； (3)将步骤(2)不锈钢管放入到模具中，把步骤(2)处理好的碳钢切肩填充到上述管中，管两端插入压杆，经600MPa?750MPa的压力下压实，然后继续填料，反复压实，直到管内碳钢切肩距管口 70?80mm后，在管的两端填充10?20mm厚的石墨粉并压实，最后，取出上述压杆，将管的两端紧口 ； (4)将上述复合坯料放入到加热炉中加热，温度为1100?1200°C，保温30?60分钟； (5)将上述加热后的复合坯料放在轧机上，采用限制程度高的限制宽展孔型轧制，根据所需产品尺寸调整轧制道次及压下量，在轧件较厚时结合立辊轧制调整轧件宽度； (6)将轧制后的不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢进行平整矫直、酸洗、切边定尺、超声波探伤等。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢的制备方法，其特征在于:根据需要将不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢的表面进表面拉丝、抛光、压花、着色等表面处理，或根据需要将制成的不锈钢/碳钢切肩芯复合型钢进行机械加工，制成所需要的结构。
【专利摘要】一种不锈钢/碳钢切屑芯复合型钢的制备方法，其包括如下步骤：(1)使用不锈钢钢管以及碳钢切削加工的切屑为原料；(2)将碳钢切屑压入到不锈钢管中，制成复合坯料；(3)将压装好的不锈钢/碳钢切屑芯复合坯料放入到加热炉中加热，加热温度1100～1200℃，保温时间30-60分钟；(4)将加热后的复合坯料在轧机上进行孔型轧制；(5)轧制到规定尺寸后，进行定尺剪切。本发明方法简单、成本低，适合工业化大批量生产，制成的不锈钢/碳钢切屑芯复合型钢中碳钢切屑间、不锈钢与碳钢切屑间形成冶金结合，碳钢切屑芯的组织连续致密，复合型钢的表面质量好，不锈钢壁厚分布均匀，和生产的实心不锈钢型钢相比具有更优异的性能价格比。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN104889677
【申请号】CN201510217145
【发明人】谢红飙, 肖宏, 许秀梅, 张少坤, 张立刚, 王健
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日