专利名称：钛-钢冷轧层压复合材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种金属复合材料，属于新材料技术领域，具体是涉及一种钛-钢冷轧层压复合材料。同时，本发明还公开了该复合材料的制造方法。
背景技术：
金属钛作为一种稀有金属，具有密度小、强度高、耐高温、耐腐蚀、无磁、透声、抗冲击振动等良好的综合性能，是优质的耐腐蚀轻型结构材料、新型的功能材料和重要的生物工程材料。由热轧卷经冷轧制造的带卷主要用于发电站冷凝器、板式换热器、化工、建筑等方面，用量约占总量的80%，而这些主要是利用了钛金属的耐腐蚀性，由于，钛金属资源少，制造难度大，其价格非常昂贵。
现有技术中，主要采用下述方案来解决上述问题
一、使用纯钛材料制做耐腐蚀器具。如钛管和钛容器等。该方案存在的缺陷钛材价格昂贵，使钛金属制品制造成本高，产品价格昂贵，不能得到广泛的应用。二、采用爆炸法和热轧法制造钛钢复合板。该方案存在的缺陷只能板块生产，厚度精度差，不能成带卷，因此不能用作精密制管和小防腐容器。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种使用性能与钛金属相同，而整体机械性能超过纯钛的新材料，即钛-钢冷轧层压复合材料。本发明采用的技术方案如下
钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，以钢带卷作为基材，基材的上、下两面中的至少有一面复合有纯钛卷板，复合材料金属分层重量比为钛10 30%，钢70 90%。优选地，所述基材的一面复合有纯钛卷板。进一步，所述钢带卷为热轧或冷轧碳素钢钢带卷，采用SPHC/SPCC或SPHE/SPCE碳素钢。进一步，所述钢带卷厚度为2. O 8. 0mm，宽度为300 1000mm。进一步,所述纯钛卷板为TAl或TA2。进一步，所述纯钛卷板厚度为O. 3 2. Omm,宽度为300 1000mm。制造钛-钢冷轧层压复合材料的方法，其特征在于，步骤如下
①、冷轧
轧机的入口侧设有二套带卷开卷设备，分上下布置；
下层的钢带开卷后，经砂带打磨机将钢带上下表面的氧化铁皮打磨干净，然后用钢丝刷机将钢带表面刷毛，使其表面达到复合轧制要求的表面织构；
上层的钛带开卷后，用钢丝刷机将复合面的表面刷毛，使其复合面也达到复合要求的表面织构；
两层金属经表面处理好后同时穿过轧机，并将带头送至卷进取机钳口夹住，使复合后的带材缠绕在卷取机的卷筒上，进行复合轧制，轧制变形量为60 70% ；
②、真空罩式退火
将复合带卷垛放在罩式退火炉台上，每两卷之间放置一块中间对流板，顶部放顶部对流板，扣上保护内罩和加热罩，炉内抽真空，当真空度达到升温退火要求，按30°C /h的升温速度，将炉温升到650 760V，保温4 6小时；
开始降温，移出加热罩，扣上冷却罩，空冷至550°C，再采取快速水冷却至90°C以下，再吊开冷却罩和保护罩，冷却至40°C ；
③、平整 经复合轧制和退火后的复合带卷，通过四辊单机架平整机进行平整，带材的平整度为I. O 3. 0%。进一步，平整操作后还设有精整步骤，精整步骤包括
①、质量检查，将不良品和不合格品切除；
②、纵剪分条或横剪定尺剪板；
③、包装入库。制造方法中，复合轧制后的带卷在真空罩式退火炉进行退火，消除冷轧加工硬化，同时在复合材料的结合界面上钛、钢原子扩散，使钛钢结合面上达到原子间结合形成一体，从而制造成一种表面性能等同于纯钛而内在性能超过纯钛的新材料。本发明钛-钢冷轧层压复合材料，与现有技术相比，其有益效果表现在
I、节约钛资源，在使用钛钢复合材料，钛的含量仅为10 30%。2、降低钛制品的生产成本，钛钢复合材料的成本只有纯钛的1/3。3、使有限的钛资源得到合理的使用，可以更广泛的应用到各个领域。
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对发明作进一步的说明。图I是本发明第一实施例的结构示意图。图2是本发明第二实施例的结构示意图。
具体实施例方式作为本发明的第一实施例，请参阅图1，钛-钢冷轧层压复合材料，是以钢带卷I作为基材，基材I的上、下两面均复合有纯钛卷板2，其中
钢带卷I为热轧或冷轧碳素钢钢钢带卷，厚度为2. O 8. Omm,宽度为300 1000mm，采用 SPHC/SPHE 或 SPCC/SPCE 碳素钢。纯钛卷板2为TAl或TA2，厚度为O. 3 2. Omm,宽度为300 1000mm。作为本发明的第二实施例，请参阅图2，基材I的上面复合有纯钛卷板2，其他结构与第一实施例相同。
作为第二实施例的钛-钢冷轧层压复合材料的制造方法，现以第三实施例和第四实施例示出
第三实施例
①、原料准备
A、钢带热轧碳素钢钢带卷，钢种为SPHC。规格2· O 8. 0X300 IOOOXCmm (根据复合成品规格要求确定原料规格) 化学成份为
权利要求
1.钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，以钢带卷作为基材，基材的上、下两面中的至少有一面复合有纯钛卷板，复合材料金属分层重量比为钛10 30%，钢70 90%。
2.根据权利要求I所述的钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，所述基材的一面复合有纯钛卷板。
3.根据权利要求I所述的钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，所述钢带卷为热轧或冷轧碳素钢钢带卷，采用SPHC/SPCC或SPHE/SPCE碳素钢。
4.根据权利要求3所述的钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，所述钢带卷厚度为·2.O 8. Omm,宽度为 300 1000mm。
5.根据权利要求I所述的钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，所述纯钛卷板为TAl或 TA2。
6.根据权利要求5所述的钛-钢冷轧层压复合材料，其特征在于，所述纯钛卷板厚度为·0.3 2. Omm,宽度为 300 1000mm。
7.制造权利要求2 6任一项所述钛-钢冷轧层压复合材料的方法，其特征在于，步骤如下 ①、冷轧 轧机的入口侧设有二套带卷开卷设备，分上下布置； 下层的钢带开卷后，经砂带打磨机将钢带上下表面的氧化铁皮打磨干净，然后用钢丝刷机将钢带表面刷毛，使其表面达到复合轧制要求的表面织构； 上层的钛带开卷后，用钢丝刷机将复合面的表面刷毛，使其复合面也达到复合要求的表面织构； 两层金属经表面处理好后同时穿过轧机，并将带头送至卷进取机钳口夹住，使复合后的带材缠绕在卷取机的卷筒上，进行复合轧制，轧制变形量为60 70% ； ②、真空罩式退火 将复合带卷垛放在罩式退火炉台上，每两卷之间放置一块中间对流板，顶部放顶部对流板，扣上保护内罩和加热罩，炉内抽真空，当真空度达到升温退火要求，按30°C /h的升温速度，将炉温升到650 760V，保温4 6小时； 开始降温，移出加热罩，扣上冷却罩，空冷至550°C，再采取快速水冷却至90°C以下，再吊开冷却罩和保护罩，冷却至40°C ； ③、平整 经复合轧制和退火后的复合带卷，通过四辊单机架平整机进行平整，带材的平整度为·1.O 3. 0%。
8.根据权利要求7所述的钛-钢冷轧层压复合材料的制造方法，其特征在于，平整操作后还设有精整步骤，精整步骤包括 ①、质量检查，将不良品和不合格品切除； ②、纵剪分条或横剪定尺剪板； ③、包装入库。
全文摘要
本发明涉及一种金属复合材料，属于新材料技术领域，具体是涉及一种钛-钢冷轧层压复合材料及其制造方法。以钢带卷作为基材，基材的上、下两面中的至少有一面复合有纯钛卷板，复合材料金属分层重量比为钛10～30%，钢70～90%。复合轧制后的带卷在真空罩式退火炉进行退火，消除冷轧加工硬化，同时在复合材料的结合界面上钛、钢原子扩散，使钛钢结合面上达到原子间结合形成一体，从而制造成一种表面性能等同于纯钛而内在性能超过纯钛的新材料。本发明与现有技术相比，节约钛资源，在使用钛钢复合材料，钛的含量仅为10～30%；降低钛制品的生产成本，钛钢复合材料的成本只有纯钛的1/3；使有限的钛资源得到合理的使用，可以更广泛的应用到各个领域。
文档编号B21B1/38GK102935741SQ20121046648
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者徐泷, 柯贵生 申请人:安徽博特金属复合材料制造有限公司