專(zhuān)利名稱(chēng)：C71500鋅白銅與00Cr19Ni10III復(fù)合鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合鋼板，更具體地說(shuō)，涉及一種兼具鋅白銅性能的復(fù)合鋼板。
背景技術(shù)：
爆炸焊接是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量，將兩種或多種不同熔點(diǎn)、不同強(qiáng)度、不同厚度、不同熱膨脹系數(shù)以及硬度差別很大的金屬焊接在一起。爆炸焊接是L. R. Carl于1944年提出，并于1959年由美國(guó)人Philipchuk首次成功地應(yīng)用于鋼一招焊接。之后爆炸焊接技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用以及理論、試驗(yàn)研究便在前蘇聯(lián)、英國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)、捷克、日本等國(guó)迅速展開(kāi)。20世紀(jì)60年代，我國(guó)也開(kāi)始了爆炸焊接技術(shù)與理論的研究，尤其是20世紀(jì)80年代以來(lái)，爆炸焊接技術(shù)的理論研究和應(yīng)用得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷地拓寬，尤其是在造船、核工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域顯示出了不可代替的獨(dú)特作用。爆炸焊接方法是生產(chǎn)金屬?gòu)?fù)合板的主要方法。目前，爆炸焊接法可生產(chǎn)復(fù)層為不銹鋼、鋁及其合金、銅及其合金、鎳及其合金、鈦及其合金、鋯、鉭、金、銀等與基層為碳素鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼、銅及其合金、不銹鋼、鎳及其合金等各種組合的復(fù)合板。這些復(fù)合板大量地應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、電子、電力、汽車(chē)、輕工、宇航、核工業(yè)、造船等各工業(yè)領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在通過(guò)爆炸焊接方法提供一種C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板，從而使得復(fù)合鋼板兼具白銅的耐熱和耐寒性能、高塑性、綜合力學(xué)性能，以及耐蝕性。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板，基層板為00Crl9Nil0III鋼板基層，覆層為C71500鋅白銅覆層。其中，優(yōu)選方式下，所述C71500鋅白銅覆層厚度為10mm。本發(fā)明涉及的00Crl9Nil0III與C71500復(fù)合鋼板是以00Crl9Nil0III為基層，通過(guò)爆炸焊接鋅白銅C71500制成復(fù)合板。白銅是銅鎳合金，顏色呈銀白色或淡白色。白銅具有耐熱和耐寒的性能，中等強(qiáng)度，塑性高，能進(jìn)行冷熱壓力加工，優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，焊接性好。白銅在淡水、海水和蒸汽中有很好的耐蝕性，主要用于高速、高溫、高壓條件下工作的冷凝管、蒸發(fā)器、熱交換器和各種高強(qiáng)度的耐蝕件等。但是任何一種金屬都不可能全面滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)各種部件及容器在導(dǎo)熱性、耐蝕性、耐磨性、硬度等多方面的性能要求，即使材料比較理想，但往往比較稀貴。因此，采用爆炸焊接方法制造金屬?gòu)?fù)合板，既可充分發(fā)揮出各種材料各自的有效作用，又能節(jié)省大量貴重或稀有材料，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，本發(fā)明提供了一種現(xiàn)有其他復(fù)合鋼板制造技術(shù)難于制造的00Crl9Nil0III與C71500復(fù)合鋼板。

圖1是本發(fā)明C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明屬于金屬?gòu)?fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III
復(fù)合鋼板，并提供了其制造方法——爆炸焊接法。如圖1所示，本發(fā)明C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板，基層板1為 00Crl9Nil0III鋼板基層，覆層2為C71500鋅白銅覆層。具體爆炸焊接工藝如下一、復(fù)層C71500的拼焊工藝確定A.準(zhǔn)備工作1)復(fù)板必須平整，以保證錯(cuò)邊量要求。2)對(duì)接邊要經(jīng)過(guò)銑床加工，保證直線(xiàn)度，進(jìn)而保證組對(duì)時(shí)的間隙。3)對(duì)接板每邊50mm范圍內(nèi)要用丙酮清洗去處油污等雜質(zhì)。4)對(duì)接板每邊50mm范圍內(nèi)要用砂輪打磨,去處氧化膜,直至露出金屬光澤。B.組對(duì)1)焊縫部位下面墊經(jīng)平整過(guò)的純銅板。2)兩板組對(duì)起始端間隙量要小于0. 3mm (盡量靠緊)，末端間隙25 30_。3)用壓板將兩板對(duì)接邊壓牢固，保證錯(cuò)邊量小于0. 2mm。4)組對(duì)時(shí)嚴(yán)禁錘擊鋼板。C.施焊1)焊接方法采用氬弧焊不填絲法，雙面焊2)焊接規(guī)范電流170 190A速度180 220mm/min気氣流量12 14L/min3)隨時(shí)調(diào)節(jié)鎢極與鋼板間距離，保證在3飛mm范圍內(nèi)。4)壓板始終壓緊，直到整道焊縫焊完才能松開(kāi)。5)拼焊板底部在拼焊整個(gè)過(guò)程中始終通入氬氣進(jìn)行保護(hù)D.探傷對(duì)拼焊好的復(fù)板逐張進(jìn)行X射線(xiàn)探傷，不合格處用ERCuNi焊絲進(jìn)行修補(bǔ)二、爆炸 焊接參數(shù)的確定A.先期準(zhǔn)備1、復(fù)層厚度選用 S 10 (C71500)2、基層板選用00Crl9Nil0III每隔200mm出一個(gè)臺(tái)階，臺(tái)階高度2mm。3、主炸藥選擇粉 + 珍珠巖(5 2) H=50mm Vd=2500m/s4、試驗(yàn)板規(guī)格(10+60) a300X500=1 (四周制作壓邊框)B.具體實(shí)施方式
1、間隙選用 8 10、8 13、8 162、起爆位置在S 10處的短邊中點(diǎn)3、過(guò)渡藥為純粉R804、藥柱和純粉強(qiáng)起爆[0043]5、爆炸后探傷良好，邊際不貼合范圍< 20mmC.爆炸復(fù)合后效果及初步性能對(duì)比1、鋸床加工看鋸齒(三個(gè)臺(tái)階對(duì)比)鋸齒非常規(guī)則，咬合良好，起爆端和末端僅有一處約8mm長(zhǎng)無(wú)鋸齒。2、實(shí)做三處剪切做比對(duì)δ 10 :191Mpa、139Mpa ； δ 13 :260Mpa、325Mpa ； δ 16 :143Mpa、230MpaD.模擬產(chǎn)品板的試驗(yàn)1、爆炸Φ380 —塊，在邊部起爆，爆炸后探傷大面積復(fù)合不好，復(fù)層周邊不同程度 出現(xiàn)裂紋2、爆炸Φ380另一塊，改用中心起爆，爆炸后探傷良好3、決定采用中心起爆爆炸模擬產(chǎn)品板(10+115) ΧΦ700=1，中心Φ90的純粉過(guò)渡，塑料藥柱Φ25Χ60=1，藥柱下墊40Χ40Χ厚度(八層馬分紙厚度)，防止起爆點(diǎn)處白銅板炸裂。藥厚53mm，四周有壓邊框，銅板表面涂抹甘油(薄層)爆炸后探傷情況中心起爆位置約Φ110不貼合，其它位置良好，銅板邊緣有微裂紋產(chǎn)生，需要的有效尺寸為Φ 500，微裂紋不影響有效尺寸，但起爆點(diǎn)超標(biāo)準(zhǔn)，需要控制起爆點(diǎn)不貼合范圍，盡量小。4、下一步爆炸Φ 1100=1,操作步驟同上,但是雷管插入藥柱深度變小,實(shí)測(cè)起爆位置不貼合范圍變小，其它位置良好，也出現(xiàn)微裂紋，但是不影響有效尺寸，E.初步結(jié)論1、爆炸焊接C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板時(shí)，爆速應(yīng)在Vd=2700 2800之間，采用爆轟穩(wěn)定、低爆速炸藥、高間隙來(lái)焊接。2、炸藥必須穩(wěn)定爆轟(藥框邊緣炸藥必須穩(wěn)定)3、圓形復(fù)板應(yīng)該采用中心起爆方式，不宜采用邊部起爆4、采用珍珠巖炸藥，必須攪拌均勻，同時(shí)操作避免珍珠巖偏晰5、爆炸δ 10的鋅白銅，間隙宜選擇13mm的間隙。6、藥厚需控制一致，雷管不宜插入塑料藥柱過(guò)深7、考慮制作壓邊框，進(jìn)行能量的卸載8、邊界效應(yīng)區(qū)留量要大，防止板周?chē)鸭y影響有效尺寸三、產(chǎn)品性能檢測(cè)及分析根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)板的各部位上各取一塊試樣，分別進(jìn)行拉伸、剪切、側(cè)彎、著色滲透、超聲波探傷等項(xiàng)目檢測(cè)。1、拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)的主要目的是測(cè)定材料界面承受垂直受拉的能力，拉伸試驗(yàn)?zāi)軡M(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)。2、剪切試驗(yàn)剪切試驗(yàn)是按國(guó)際通用的凸耳剪切試樣，對(duì)銅鋼材料界面進(jìn)行剪切強(qiáng)度試驗(yàn)，均達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)。3、側(cè)彎試驗(yàn)側(cè)彎試驗(yàn)不僅可檢測(cè)界面的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)也是考核界面塑性?xún)?yōu)劣的一種檢測(cè)方法。銅鋼復(fù)合板的側(cè)彎試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4、著色滲透試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求必須對(duì)產(chǎn)品的橫截面進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)，經(jīng)PT檢驗(yàn)銅鋼復(fù)合板均合格。5、超聲波探傷檢驗(yàn)按設(shè)計(jì)要求對(duì)復(fù)合板進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，除單邊30_邊界效應(yīng)外，其它區(qū)域均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。6、界面宏觀組織與成分測(cè)定通過(guò)對(duì)界面形態(tài)和界面成分測(cè)定，界面的鋸齒整齊規(guī)則，界面成分無(wú)異常變化。本發(fā)明爆炸焊接銅/鋼的復(fù)合材料，由于該兩種材料組合焊接窗口比較窄，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，原因在于1、炸藥爆速雖然在可焊窗口范圍內(nèi)，但是炸藥穩(wěn)定性不好。2、由于焊縫過(guò)多，焊縫周邊自身應(yīng)力對(duì)復(fù)板下落速度、來(lái)流速度造成影響，使局部彎折角形成負(fù)角，從而出現(xiàn)以焊縫周?chē)佣嗉鞍迕婢植砍霈F(xiàn)大面積不貼合。3、間隙角度與爆炸速度比例原因，爆炸后探傷板面出現(xiàn)大面積有氣孔現(xiàn)象，是否應(yīng)用此兩種間隙組合時(shí)爆速應(yīng)選用更低爆速或加大間隙使鋸齒增大加強(qiáng)強(qiáng)度。4、熱處理制度由于本身C71500/00Crl9Nil0III組合界面結(jié)合強(qiáng)度不高，兩種材料膨脹系數(shù)差異又很大。采用860°C正火處理使原有氣孔處膨脹，多處相接近氣孔膨脹造成相互連接，從而出現(xiàn)大面積不貼合現(xiàn)象。為此需要通過(guò)做試驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步確認(rèn)其窗口范圍，找出最合理的爆炸焊接參數(shù)，確保貼合率100%。爆炸焊接試驗(yàn)參數(shù)是依據(jù)最小正碰撞壓力和最大碰撞速度的理論計(jì)算以及爆炸焊接動(dòng)態(tài)參數(shù)試驗(yàn)的“臺(tái)階法”進(jìn)行選擇。本發(fā)明提供C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合材料的爆炸焊接方法，利用該方法制造的C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板具有良好的復(fù)合質(zhì)量。上述方法生產(chǎn)的復(fù)合板在各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)上均達(dá)到或超出設(shè)計(jì)要求，可以充分發(fā)揮出銅、鋼各自的有效作用，又能大量節(jié)省使用成本，可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的市場(chǎng)前景。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板，其特征在于，基層板(I)為00Crl9Nil0III鋼板基層，覆層(2)為C71500鋅白銅覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述C71500鋅白銅與00Crl9Nil0III復(fù)合鋼板，其特征在于，所述C71500鋅白銅覆層厚度為10mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種C71500鋅白銅與00Cr19Ni10III復(fù)合鋼板，基層板(1)為00Cr19Ni10III鋼板基層，覆層(2)為C71500鋅白銅覆層。本實(shí)用新型還提供C71500鋅白銅與00Cr19Ni10III復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法，制造的C71500鋅白銅與00Cr19Ni10III復(fù)合鋼板具有良好的復(fù)合質(zhì)量，在各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)上均達(dá)到或超出設(shè)計(jì)要求，可充分發(fā)揮出銅、鋼各自的有效作用，又能大量節(jié)省使用成本，獲得良好效益。
文檔編號(hào)B32B15/01GK202826582SQ201220503150
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者王勇, 趙恩軍, 李子健, 劉昕, 任虎, 張迪, 陳磊, 成澤濱, 劉洋, 姜國(guó)良 申請(qǐng)人:大連船舶重工集團(tuán)爆炸加工研究所有限公司