本發(fā)明涉及焊接材料與冶金領(lǐng)域，具體是關(guān)于一種基于雙輥連鑄技術(shù)的鐵基薄帶釬料的制造方法。

背景技術(shù)：

近年來工業(yè)上使用的不銹鋼鋼種從奧氏體系過渡到鐵素體系，在這一狀況下，目前釬焊不銹鋼所用的鎳基釬料在用于鐵素體系不銹鋼基材時，釬焊后的基材的組織粗大，釬焊部件的強度降低。該組織粗大化在于鎳基釬料的所含的Cr含量，當Cr元素所占的重量百分比低于20％時組織粗大化的現(xiàn)象得到明顯改善。另外，由于近年來鎳錠和鉻錠的價格上漲，鎳釬料的價格隨之上升，釬焊材料市場特別渴望一種降低了鎳含量或其他低造價釬料種類的研制開發(fā)，但鎳元素作為鎳基釬料的重要元素，其釬焊接頭具有良好的耐蝕性和高溫抗氧化性，其含量的降低是有限的。

鐵基釬料作為一種新型高溫釬料，在不銹鋼表面具有良好的潤濕性，以及高的接頭強度和高溫耐蝕性，其價格遠遠低于鎳基釬料。該釬料可以廣泛適用于不同類型的換熱器和催化轉(zhuǎn)換器，這將比傳統(tǒng)的鎳基釬料節(jié)省大約30％-40％的成本。市面上現(xiàn)有的鐵基釬料主要以粉末或者膏狀的物理形態(tài)存在，在應(yīng)用于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(Exhaust Gas Recirculation，EGR)等設(shè)備時工藝操作性較差，用量難以精確控制，這都會造成不必要的浪費，提高生產(chǎn)成本。為此，企業(yè)對薄帶狀、片狀釬料提出了強烈需求。

薄帶成型技術(shù)有多種工藝，常規(guī)的薄帶釬料制備方法是經(jīng)過鑄錠、擠壓、多道軋制、退火等一些列復雜步驟制作而成，這種制備方法的缺點是對熱軋機的軋制性能要求很高，傳統(tǒng)熱軋機無法滿足，其次是要經(jīng)過多道工序，增加了生產(chǎn)成本。而雙輥連鑄利用了兩個旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥將熔態(tài)金屬直接澆鑄成薄帶，可省去高溫加熱和熱軋過程等工序，是一種值得推廣的的短流程近終成型技術(shù)，具有環(huán)保、節(jié)能、低成本等優(yōu)點。雙輥連鑄具有 使熔態(tài)釬料快速凝固的特點，其高達10²-10⁴℃/s的冷卻速度遠遠大于常規(guī)連鑄厚板坯的冷卻速度，能夠充分發(fā)揮快速凝固技術(shù)的優(yōu)越性，目前已應(yīng)用于硅鋼、電工鋼、鑄鐵等難加工材料的制備過程。利用兩個旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥可在一定程度上對熔態(tài)釬料實現(xiàn)雙面定向凝固，能獲得具有發(fā)達柱狀晶組織的鐵基薄帶。與傳統(tǒng)連鑄工藝相比，雙輥連鑄制備鐵基釬料具有以下優(yōu)點：(1)凝固的同時完成軋制過程，可以省去投資巨大的開坯等步驟，簡化生產(chǎn)工序、節(jié)約能源、保護環(huán)境，極大地縮短生產(chǎn)流程，提高勞動生產(chǎn)率。據(jù)相關(guān)報道，使用雙輥連鑄工藝技術(shù)所需原材料每噸平均支出僅為傳統(tǒng)工藝的50％，占地面積僅為傳統(tǒng)工藝的24％，所需勞動定員為傳統(tǒng)工藝的13％；(2)熔態(tài)釬料合金在雙輥間的快速凝固促進亞穩(wěn)相的形成，擴大了固溶度，細化了組織，從而大大改善材料性能；(3)鐵基釬料急冷凝固的特點與雙輥連鑄工藝相匹配。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于雙輥連鑄技術(shù)的鐵基薄帶釬料的制造方法，利用其短流程，近終成型的特點有效提高生產(chǎn)效率，同時減少傳統(tǒng)釬料造成的不必要浪費。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種鐵基釬料的超薄帶連鑄制備方法，其特征在于：將熔煉好的熔態(tài)釬料的溫度控制在1560-l630℃之間，所述的熔態(tài)釬料的成分為Cr：12-25wt％，Ni：10-25wt％，Ni和Cr總質(zhì)量分數(shù)控制在25％-45％之間，Si：3-5wt％，P：2-6wt％，Si和P總質(zhì)量分數(shù)控制在3％-8％之間，Cu：3-10wt％，余量為Fe；將其澆注在中間包內(nèi)，熔態(tài)釬料經(jīng)中間包流入兩個旋轉(zhuǎn)的-結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)，從結(jié)晶輥導出厚度為1.67-1.95mm寬度為200mm的鑄帶，鑄帶經(jīng)在線切邊處理后卷取，然后將鑄帶卷在空氣中冷卻至200-300℃后進行溫軋，經(jīng)硫酸酸洗后得到厚度為0.80-1.20mm的薄帶，再進行退火處理后得到鐵基薄帶釬料產(chǎn)品。

所述的熔煉好的熔態(tài)釬料的溫度控制在1560-l630℃之間；

所述的兩個結(jié)晶輥旋轉(zhuǎn)的線速度為20-30m/min；

所述的退火處理的退火溫度為600-750℃，退火時間為0.5-3min；

所述的溫軋過程的變形量為30-59％；

將熔態(tài)釬料澆注在中間包內(nèi)時需控制熔態(tài)釬料的溫度，熔態(tài)釬料的溫度過高，易于導致漏鋼事故；熔態(tài)釬料的溫度過低，易于造成軋卡事故。

連鑄過程中，結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)速過快或過慢都會對連鑄過程的穩(wěn)定性造成影響。

鑄帶卷在空氣中必須冷卻至200-300℃后進行溫軋，如果溫度過低，鑄帶的塑性較差，在軋制過程中易于發(fā)生裂紋。如果溫度過高，鑄帶表面氧化嚴重，加重了后續(xù)的工序的負荷。對鑄帶進行溫軋的目的是改善鑄帶的塑性、板形及表面質(zhì)量。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明所制備的鐵基釬料，一方面減少了釬焊不銹鋼時所用鎳的量，大大降低了生產(chǎn)成本；相對于市面上現(xiàn)有的鐵基膏狀釬料使用方便，節(jié)省了生產(chǎn)成本；

(2)本發(fā)明所采用的制備方法，省去了許多傳統(tǒng)制造工序，極大地縮短了生產(chǎn)流程，提高了勞動生產(chǎn)率；前期投資少，設(shè)備占用面積小，所需的勞工人員少；

(3)本發(fā)明的制備工藝有利于組織細化，改善了鐵基薄帶釬料的性能。

附圖說明

圖1本發(fā)明的超薄帶連鑄制備鐵基薄帶釬料的工藝流程示意圖。其中，1：釬料熔體，2：中間包，3：過渡段，4：噴嘴，5：鑄造輥，6：熱軋機架7：冷卻臺，8：剪切部位，9：可控氣氛，10：第一夾送輥，11：第二夾送輥，12：卷取機

具體實施方式

本發(fā)明的基于雙輥連鑄技術(shù)制備鐵基薄帶釬料的工藝流程如圖1所示。其工藝過程為：中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的熔態(tài)釬料達到設(shè)定溫度后澆入中間包內(nèi)，中間包內(nèi)的熔態(tài)釬料再流入由兩個旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)形成熔池，熔池內(nèi)的熔態(tài)釬料與結(jié)晶輥接觸并形成凝殼，隨著金屬熱量不斷地被結(jié)晶輥導出，熔態(tài)釬料繼續(xù)凝固，形成鑄帶，鑄帶經(jīng)氣霧冷卻裝置冷卻后，經(jīng)圓盤剪切邊，由卷取機卷取后得到鑄帶卷，鑄帶卷在空氣中冷卻至設(shè)定溫度后經(jīng)溫軋機溫軋，酸洗后經(jīng)退火工藝完成退火得到鐵基薄帶釬料。

實施例1

利用真空感應(yīng)爐冶煉成分為Fe：54wt％，Cr：12wt％，Ni：20wt％，Si：4wt％，P：5wt％，Cu：5wt％的合金熔體，控制熔態(tài)釬料溫度為1580℃，將其澆注入中間包，熔態(tài)釬料經(jīng)中間包流入兩個以線速度25m/min旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)形成熔池，熔態(tài)釬料與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝固，從結(jié)晶輥導出厚度為1.67mm，寬度為200mm的鑄帶，鑄帶經(jīng)在線切邊處理后卷取，然后將鑄帶卷在空氣中冷卻至280℃后進行溫軋，溫軋變形量為40％，經(jīng)20％(體積分數(shù))硫酸酸洗后得到1.00mm厚的薄帶，再將薄帶在700℃條件下退火2min，得到鐵基薄帶釬料產(chǎn)品。

實施例2

本實施例與實施例1不同的是：合金熔體的成分為Fe：37wt％，Cr：20wt％，Ni：25wt％，Si：5wt％，P：3wt％，Cu：10wt％。控制熔態(tài)釬料溫度為1630℃，將其澆注入中間包，熔態(tài)釬料經(jīng)中間包流入兩個以線速度20m/min旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)形成熔池，熔態(tài)釬料與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝固，從結(jié)晶輥導出厚度為1.71mm，寬度為200mm的鑄帶，鑄帶經(jīng)在線切邊處理后卷取，然后將鑄帶卷在空氣中冷卻至 300℃后進行溫軋，溫軋變形量為30％，經(jīng)20％(體積分數(shù))硫酸酸洗后得到1.20mm厚的薄帶，再將薄帶在600℃條件下退火0.5min，得到鐵基薄帶釬料產(chǎn)品。

實施例3

本實施例與實施例1不同的是：合金熔體的成分為Fe：69wt％，Cr：15wt％，Ni：10wt％，Si：1wt％，P：2wt％，Cu：3wt％。控制熔態(tài)釬料溫度為1560℃，將其澆注入中間包，熔態(tài)釬料經(jīng)中間包流入兩個以線速度30m/min旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的空腔內(nèi)形成熔池，熔態(tài)釬料與結(jié)晶輥接觸發(fā)生凝固，從結(jié)晶輥導出厚度為1.95mm，寬度為200mm的鑄帶，鑄帶經(jīng)在線切邊處理后卷取，然后將鑄帶卷在空氣中冷卻至200℃后進行溫軋，溫軋變形量為59％，經(jīng)20％(體積分數(shù))硫酸酸洗后得到0.80mm厚的薄帶，再將薄帶在750℃條件下退火3min，得到鐵基薄帶釬料產(chǎn)品。

實施例制備的鐵基薄帶釬料，①實現(xiàn)了使用鐵金屬代替昂貴的鎳金屬，經(jīng)過成本計算，使用本生產(chǎn)流程制備的鐵基薄帶釬料每噸比商用BNi-2釬料降低了30％-40％的成本；②實施例制備的鐵基薄帶釬料外觀成型均勻，韌性較好，折彎180°不發(fā)生斷裂；③制備過程省去了冷軋、涂層處理等傳統(tǒng)制造工序，因此縮短了生產(chǎn)流程，提高了勞動生產(chǎn)率，且釬料的制備省去了許多傳統(tǒng)制造工序，縮短了生產(chǎn)流程，提高了勞動生產(chǎn)率。