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不銹鋼復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)強度的復合材料,其生產(chǎn)主要采用爆炸復合法和軋制復合法兩種工藝,具體流程及特點如下:
一、爆炸復合法
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,在撞擊點產(chǎn)生高溫高壓,使兩金屬表面在極短時間內(nèi)實現(xiàn)冶金結(jié)合(原子擴散)。
2、流程:
① 材料準備:
基層鋼板(如Q235B碳鋼)和覆層不銹鋼板(如304、316L)按設(shè)計要求切割加工。
清洗表面,去除油污、銹蝕和氧化皮,必要時進行酸洗、噴丸或電解處理以增加粘接強度。
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),有時覆板會設(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,進行矯平、切割、熱處理(消除應(yīng)力)、無損檢測(如超聲波探傷)。
3、特點:
① 優(yōu)勢:可復合大尺寸、厚規(guī)格板材(總厚度可達幾百毫米),適合異種金屬(如鈦、銅、鋁)復合,結(jié)合強度高(剪切強度通常接近或達到較弱母材強度)。
② 局限:噪音大、有安全風險、效率較低,對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)生原子擴散實現(xiàn)冶金結(jié)合。
2、流程:
① 材料準備:
基層鋼板和不銹鋼覆板進行徹底表面清理(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,四周進行真空電子束焊或氬弧焊封邊,形成“復合坯料包”(防止軋制時空氣進入導致氧化)。
② 加熱與軋制:
熱軋:將復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,如1100-1250°C),然后在熱軋機或冷軋機上施加高壓進行多道次軋制,實現(xiàn)大變形量(如80%以上)。
冷軋:在室溫下進行軋制,適用于對界面強度要求不高的復合板,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:
軋制后進行擴散退火(通常在保護氣氛下),促進界面原子充分擴散,提高結(jié)合強度。
切除封邊,分離成單張復合板,進行矯直、切邊、酸洗、無損檢測等。
3、特點:
① 優(yōu)勢: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)格復合板(最薄達0.6mm),產(chǎn)品尺寸精度和表面質(zhì)量較好(尤其冷軋)。
② 局限:對表面清潔度要求極高,初始投資大,復合率(結(jié)合面積比例)可能不如爆炸法高(需嚴格控制工藝),熱軋時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,適合生產(chǎn)高精度、大面積復合板。
2、真空軋制法:
在真空或保護氣氛中進行軋制,避免氧化,可進一步提高結(jié)合質(zhì)量和復合率,適用于鉑族金屬、鈦/鋼等寬薄覆層復合板生產(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,形成復合層,靈活性高,但生產(chǎn)效率較低。