热轧生产304440304不锈钢复合板-北科李亮.pdf
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1、2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年5 月 沈阳 81 热轧304/440/304不锈钢复合板工艺研究 李 亮, 刘 靖, 韩静涛 (北京科技大学,北京) 摘摘 要:要:本文介绍了金属层状复合技术的发展现状,开发出一种用于制造日用刀具用的304/440/304不锈钢复合板的 热轧生产工艺,通过对板坯组元、加热温度、力学性能的分析,取得了一些具有价值的工艺参数,对这种不锈钢复 合板的工业化生产具有参考价值。 关键词:关键词:不锈钢;复合板;轧制复合;刀具材料 Study on the Process of Hot Rolling 304/440/304 Stainless
2、 Steel Composite Plates LI Liang,LIU Jing,HAN Jingtao (University of Science and Technology Beijing) Abstract : This article presents the developing status quo of the metal layer composite technology . One of the heated-rolling producing technics which is used to produce 304/440/304 stainless steel
3、composite plates that can be used to make daily-used cut is exploited . Several valuable technics parameters which can provide reference value to the industrialization producing of this stainless steel composite plates is acquired through the analysis of billet component 、 heating temperature and me
4、chanics property . Key words : stainless steel;composite plate;rolling composite;cutting material 1 前言 我国国内刀具制造的原材料经历了锻打夹钢、普通碳素钢热铸复合、整体不锈钢三个发展阶段, 但均存在使用性能上的缺陷和不足。如: 锻打夹钢菜刀、热铸复合普通碳素钢菜刀, 虽然刃口锋 利,但仍生锈,不锈钢菜刀虽然刀面不易生锈,但难以磨快、不锋利,人们一直期望能生产一种集 上述三种材料的优点于一体的刀具产品,但要想合成一种新的单一材料使之满足各种高要求的综合 指标是非常困难的1。不锈钢复合板是不锈钢与
5、其它钢种通过一定方式结合成一体而生产的具有不 同材质的复合板,是一种同时具备不锈钢及与其复合材料各自优点的材料,它可以充分发挥两种材 料的特性优势,是一种多功能材料。在国内外被广泛应用于石油、化工、海水淡化、制盐、食品行 业、水利设施建设等行业,与同规格的纯不锈钢相比,不锈钢复合板可节约镍铬合金 7080%,降 低生产成本 3050%。由于其具有这些优于单一材料的特性,所以它的应用范围在不断扩大,因此 有必要对用于刀剪产品的复合钢材料的设计问题加以深入研究,掌握其规律,以便能更好地推广应 用3。 2 金属复合板生产方法介绍 目前金属复合板的制备方法有 3 大类,即固-固相复合法、液-固相复合法
6、和液-液相复合法。 2.1 固-固相复合法 2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年5 月 沈阳 82 固-固相复合法应用较为广泛,其中包括爆炸复合法、挤压复合法、爆炸焊接+热轧法、轧制复合 法、扩散焊接法等。 2.1.1 爆炸复合 该法是利用炸药的高速引爆和冲击作用,在十分短暂的过程中使被焊接金属表面形成一层薄的 塑性变形区,并熔化和微扩散,从而实现两金属的焊接,是集压力焊、熔化焊和扩散焊三位一体的焊接 方法2。爆炸复合的优点是复合界面上看不到明显的扩散层,不会生成脆性的金属间化合物,产品 性能稳定。目前采用爆炸复合可以实现 300 多种金属的复合。 2.1.2 挤压复合
7、法 挤压复合法是先把界面清洁的组元金属组装成挤压坯,选定合适的挤压比和温度等参数挤压成 型,使清洁金属表面在压力的作用下实现界面的冶金结合。挤压复合法主要用于生产双金属管,棒、 线材。 2.1.3 轧制复合法 轧制复合法可分为热轧复合法和冷轧复合法,是让两种表面洁净的金属相互接触,通过加热和 塑性变形,使原子间高度扩散作用达到连续的冶金结合的复合方法4。其基本原理是:在轧机的强 大压力条件下,有时伴以热作用,使组元层表面氧化皮破碎,并在整个金属截面内产生塑性变形, 在破碎后露出的新鲜金属表面处形成组元层间的原子键合和榫扣结合。复合轧制与单金属轧制的根 本区别在于其首道次变形量必须很大,这样才能
8、促进组元层间物理结合5 6。 2.2 液-固相复合法 液-固相复合法包括浇铸复合法、反向凝固法、喷镀复合法、铸轧法等。 2.2.1 浇铸复合法 用该法制备不锈钢复合板时,将两块不锈钢板叠合,中间涂上剥离剂,四周焊合后放在铸模中, 为防止浇铸时不锈钢板氧化,形成表面夹杂,不锈钢外表面涂上防氧化剂。将碳素钢液注人铸模内, 在铸模内完成不锈钢和碳素钢的复合。因此,在开坯轧制时,界面结合就已经完成。将复合的钢板 进行轧制,并将焊合的边部切掉,可得到两块单面不锈钢复合板。 2.2.2 逆向凝固复合法 逆向凝固制备复合带的基本原理是将一定厚度的冷轧带或热轧带作为母带,将低温母带以一定 速度由上而下穿过凝固
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