材料合成 复合板-李朝龙

不锈钢复合板制备技术制作人：李朝龙授课教师：别利剑目录不锈钢复合板简介1

不锈钢复合板制备方法2总结3一、简介1.不锈钢复合板是碳钢基层与不锈钢覆层通过一定的方式复合而成的一种双金属复合材料。2.从性能上看，它不仅具有不锈钢耐磨、耐蚀、耐氧化、使用寿命长等特点，还具备了碳钢高强韧性、耐冲击、可拉伸等机械性能。3.从经济角度看，不锈钢复合板降低了生产不锈钢所需的铬、镍等稀有金属使用量，使制造成本大幅度降低。4.不锈钢覆层的选择关系到不锈钢复合板的整体性能，一般多采用304、316L、1Cr13及双相不锈钢等，基层碳钢的选择多考虑回弹和外界环境等要求。5.对于不锈钢复合板的研究，国外从20世纪60年代开始，到70年代发展趋于成熟，开始商业化生产，20世纪80年代向品种与工艺的多样化发展。目前，一些工业发达国家已经开始大批量生产不锈钢复合板，形成了规模化、商品化，创造了可观的经济社会效益。尤其是日本，采用直接轧制法制取的不锈钢复合板具有不结合面积所占比例小，结合强度较高的特点。6.中国的不锈钢复合板的研制始于20世纪60年代初，主要方式有爆炸复合法、爆炸轧制复合法冷轧和热轧等。总的来说，我国不锈钢复合板生产发展迅速，在一些方面已与国外水平相当，但某些技术方面仍与国外存在一定差距，产品质量仍有待提高。这主要表现在未结合面积占有比例偏大、结合面抗剪强度较低及覆层金属厚度不均匀等方面。二、不锈钢复合板制备方法2.1爆炸复合法

爆炸复合法是利用炸药爆炸产生的巨大能量驱动两块金属板高速碰撞进行焊接，是将炸药的化学能转换为机械能使金属材料连接的一种有效方法。由于加载压力和界面高温持续时间短，阻碍了基、复台板金属之间的化学反应，焊合区的厚度常在几十微米以内，因此适于大部分金属对之间的焊接。

爆炸复合时，不锈钢平行安置于金属基层的上方，两者间留一条小的间隙，在炸药产生的冲击波作用下，碰撞结合。在碰撞过程中，两种金属的原子链打开，相互渗透，两种原子重新结合，牢固地焊接在一起图一、爆炸复合工艺示意图1.爆炸复合法的主要优点是：（1）能实现大面积、大厚度金属板的复合；（2）能实现熔点、热膨胀系数以及硬度等性能差别较大的两种复合材料的复合；（3）能适应大小不同批量的生产。2.爆炸法生产复合板的缺点是爆炸复合时在界面有明显的碳的迁移，不能制备极大尺寸的不锈钢复合板，复合板的表面质量较差。

轧制复合法可分为热轧复合法和冷轧复合法，热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时原子间高度扩散作用达到连续的冶金结合的复合方法。其金属间的结合强度通常比原组合金属高。冷轧复合是通过轧机的压力使金属复合，不会出现热轧复合时普碳钢中的碳向不锈钢侧扩散的情况，但对轧机的要求大大提高。

目前轧制复合法主要是热轧复合法。目前世界上80%的复合板是采用轧制复合法生产的。2.2轧制复合法1.轧制复合法有以下优点（1）可以比较方便地生产大尺寸的复合板；（2）可以减少非金属杂质对结合界面的污染；（3）可在基材和不锈钢之间加入镍，形成保护膜，防止不锈钢层增碳。2.轧制复合法的缺点是制造过程工序多，因此不宜生产小规格的不锈钢复合板图2对称轧制时复合板的组合2.3逆向凝固法

逆向凝固制备复合板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器中一定高度的钢液，母带使附近的钢水降温，钢液在低温母带的两个表面凝固生长，形成新生相凝固层（简称新相层），形成数倍于母带厚度的铸态薄带。因为凝固面是自内向外推进的，与传统的凝固方向相反，故称为逆向凝固。图3逆向凝固法制备不锈钢复合板工艺示意图钢带离开凝固器钢液表面时，新相层和母带牢固的结合在一起，可形成一定厚度的铸带，刚刚离开凝固器的铸带表面还处于半凝固状时，置于凝固器上部的平整轧辊就对此铸带进行平整初轧，从而得到表面平整，厚度均匀的薄带。2.3电磁连铸法

电磁连铸法尚处于研究阶段，其制备复合不锈钢板的原理是两种化学成分不同的钢液同时分别通过不同的浸入式水口注入结晶器。由于在结晶器的下部安装了水平磁场，作用在钢流上的洛仑磁力垂直穿过水平磁场，抑制了两种钢液的混合，而且水平磁场成为一个分界线，依靠磁流体力的作用把结晶器熔池分为上、下两部分。通过结晶器冷却作用，上部熔池的钢液凝固成为复合钢坯的外层。下部熔池的钢液在外壳的里边凝固形成复合钢坯的内芯。三、总结1、各种不锈钢复合板的制备方法各有优点，难以完全互相替代。逆向凝固法、电磁连铸法制备不锈钢复合板流程紧凑，成本低，竞争力强，将可能成为大批量、连续化生产不锈钢复合板、带的主要方法。2、不锈钢复合板的研究历来已久,所存在的问题不容忽视,在此应充分利用独特的技术、资源优势,努力缩小与国外在某些方面的差距,大力开发高质量的不锈复合板,满足社会的需要。参考文献1.甘平亚等.汽车热交换器用三层复合合金箔材的冷轧复合工艺.中国有色金属学报,1996,6(2):782.张永福,丁修坤.双金属固相异步轧制新工艺.东北工学院学报,1991,12(6):6193.王廷溥.不锈复合钢板生产技术发展现状.钢铁,1986,21（1）474.彭志辉,佘旭凡.不锈钢覆铝板的四层对称轧制复合.武汉冶金科