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不銹鋼復(fù)合板通過將不銹鋼與碳鋼等基層材料結(jié)合,形成兼具耐腐蝕性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的復(fù)合材料,其生產(chǎn)主要采用爆炸復(fù)合法和軋制復(fù)合法兩種工藝,具體流程及特點(diǎn)如下:
一、爆炸復(fù)合法
1、原理:利用炸藥爆炸產(chǎn)生的高壓沖擊波,使不銹鋼覆板高速撞擊基層鋼板,在撞擊點(diǎn)產(chǎn)生高溫高壓,使兩金屬表面在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合(原子擴(kuò)散)。
2、流程:
① 材料準(zhǔn)備:
基層鋼板(如Q235B碳鋼)和覆層不銹鋼板(如304、316L)按設(shè)計(jì)要求切割加工。
清洗表面,去除油污、銹蝕和氧化皮,必要時(shí)進(jìn)行酸洗、噴丸或電解處理以增加粘接強(qiáng)度。
② 組裝與爆炸:
將不銹鋼覆板平行放置在基層鋼板上方,兩者之間保持一定間隙(間隙高度),有時(shí)覆板會(huì)設(shè)置安裝角。
在覆板上方均勻鋪設(shè)炸藥,引爆后爆炸沖擊波推動(dòng)覆板高速撞擊基層板,形成冶金結(jié)合。
③ 后處理:
清除爆炸殘留物,進(jìn)行矯平、切割、熱處理(消除應(yīng)力)、無損檢測(cè)(如超聲波探傷)。
3、特點(diǎn):
① 優(yōu)勢(shì):可復(fù)合大尺寸、厚規(guī)格板材(總厚度可達(dá)幾百毫米),適合異種金屬(如鈦、銅、鋁)復(fù)合,結(jié)合強(qiáng)度高(剪切強(qiáng)度通常接近或達(dá)到較弱母材強(qiáng)度)。
② 局限:噪音大、有安全風(fēng)險(xiǎn)、效率較低,對(duì)基材厚度有下限要求(一般不適合生產(chǎn)總厚度小于10mm的薄板),且存在環(huán)境污染問題。
二、軋制復(fù)合法
1、原理:在高溫或室溫下,通過軋制壓力使覆層和基層金屬表面發(fā)生塑性變形,破壞表面氧化膜,使?jié)崈艚饘俦砻婢o密接觸,在壓力和溫度作用下發(fā)生原子擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。
2、流程:
① 材料準(zhǔn)備:
基層鋼板和不銹鋼覆板進(jìn)行徹底表面清理(酸洗、打磨、噴砂等),去除氧化層和污染物,并活化表面。
將處理好的基層和覆層鋼板疊放在一起,四周進(jìn)行真空電子束焊或氬弧焊封邊,形成“復(fù)合坯料包”(防止軋制時(shí)空氣進(jìn)入導(dǎo)致氧化)。
② 加熱與軋制:
熱軋:將復(fù)合坯料包加熱到適宜溫度(通常在再結(jié)晶溫度以上,低于不銹鋼熔點(diǎn),如1100-1250°C),然后在熱軋機(jī)或冷軋機(jī)上施加高壓進(jìn)行多道次軋制,實(shí)現(xiàn)大變形量(如80%以上)。
冷軋:在室溫下進(jìn)行軋制,適用于對(duì)界面強(qiáng)度要求不高的復(fù)合板,可避免高溫氧化和脆性金屬間化合物形成。
③ 熱處理與后處理:
軋制后進(jìn)行擴(kuò)散退火(通常在保護(hù)氣氛下),促進(jìn)界面原子充分?jǐn)U散,提高結(jié)合強(qiáng)度。
切除封邊,分離成單張復(fù)合板,進(jìn)行矯直、切邊、酸洗、無損檢測(cè)等。
3、特點(diǎn):
① 優(yōu)勢(shì):生產(chǎn)效率高,適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn),可生產(chǎn)薄規(guī)格復(fù)合板(最薄達(dá)0.6mm),產(chǎn)品尺寸精度和表面質(zhì)量較好(尤其冷軋)。
② 局限:對(duì)表面清潔度要求極高,初始投資大,復(fù)合率(結(jié)合面積比例)可能不如爆炸法高(需嚴(yán)格控制工藝),熱軋時(shí)界面可能形成脆性金屬間化合物層(需控制)。
三、其他工藝
1、爆炸-軋制法:
先通過爆炸法初步結(jié)合,再熱軋改善界面性能并調(diào)整厚度,綜合兩者優(yōu)勢(shì),適合生產(chǎn)高精度、大面積復(fù)合板。
2、真空軋制法:
在真空或保護(hù)氣氛中進(jìn)行軋制,避免氧化,可進(jìn)一步提高結(jié)合質(zhì)量和復(fù)合率,適用于鉑族金屬、鈦/鋼等寬薄覆層復(fù)合板生產(chǎn)。
3、堆焊法:
通過熔焊工藝(如埋弧焊、帶極堆焊)在基層表面熔敷不銹鋼合金,形成復(fù)合層,靈活性高,但生產(chǎn)效率較低。