真空軋製法（VRC）是將碳鋼基板和不鏽鋼復板經過下料、表面處理使其表面處於物理純淨狀態時，在高度真空條件下組坯軋制的複合板材軋制方法。真空軋製法自發明以來，被許多已開發國家用來大規模使用，生產不鏽鋼複合板，並逐漸套用到其他金屬冶煉之中。
基本介紹
- 中文名：真空軋製法
- 外文名：VRC
- 發明公司：日本JFE公司
- 原料：碳鋼基板和不鏽鋼復板
- 條件：真空
- 性質：軋制方法
起源,步驟,競爭,
起源
軋製法分為冷軋法和熱軋法。冷軋變形溫度較低，用於製備對界面強度要求不高的複合板。熱軋在高溫下進行，界面易發生氧化，導致複合界面結合強度的下降。陳靖等人用電弧焊法將高合金鋼和碳鋼界面四周焊合，然後熱軋得到複合板。該方法將外部大氣與界面隔絕來降低界面氧化，但也將少量空氣封在界面，界面仍存在一定氧化，另外電弧對界面也有一定污染，因此界面結合性能較低。祖國胤等人通過對界面快速感應加熱和施加保護氣來減弱界面氧化，但該方法對界面結合強度提高仍然有限。
20世紀80年代，日本JFE公司發明了真空軋製法，該方法將熱軋法與真空電子束焊接（EBW）技術相結合，複合板界面處於高真空狀態，加熱過程的界面無氧化，界面結合性能較高。成熟的真空軋製法生產流程可以使生產效率達到每40餘秒生產不鏽鋼複合板4噸，成本較進口同類產品下降三成到四成。
步驟
金屬複合板的真空軋制方法其步驟為：
（1）在基板單面四周加工環周導角坡口，不鏽鋼板周邊尺寸小於環周導角坡口尺寸；
（2）導角坡口之間鑽取一個直角孔；
（3）將不鏽鋼板平鋪在基板導角坡口這一面上，並在兩者之間平鋪釺焊劑層在壓力平台上環周密封焊接；
（4）通過基板直角孔抽真空抽後封堵；
（5）將兩個前置坯材不鏽鋼面對合，並在兩者間平鋪高溫防粘劑層，而後四周邊點焊等周邊長的分隔板，再在兩個導角坡口、分隔板之間實施埋弧焊封焊；
（6）在封焊圈框及分隔板上鑽取若干個透氣孔；
（7）熱軋；
（8）切邊分離。
競爭
在雙金屬複合中，通過雙金屬複合的相圖和冶金熱力學研究，就可確定其基本性能。而限制使用真空加工的主要原因之一，即爆炸複合，它可以產生非平衡結構的接頭。爆炸成形對真空軋製法是一個潛在的競爭者，而並不對其他的金屬加工方法有競爭力。另一個限制雙金屬複合使用真空軋制的可能性，即雙金屬複合的加工，可先由電子束在真空中焊接，以保護其界面和準備好雙金屬坯料，隨後再在大氣中進行軋制。
又如鈦/鋼複合板的主要製備方法有爆炸複合法、爆炸-軋制複合法及真空軋制複合法。
爆炸複合法通過爆炸產生的衝擊波使界面瞬間結合，成本低且能使熔點和性能差別較大的兩種金屬複合。但是在爆炸衝擊波下，界面將發生一定程度的局部熔化，熔化界面快速凝固，容易產生縮孔、裂紋和氣孔等缺陷，並使界面結合不均勻。另外，爆炸複合法對場地選擇要求高，存在環境及噪音污染。爆炸-軋製法先通過爆炸方式使兩種金屬結合，再進行軋制，使複合板的厚度達到所需規格，主要用於製備覆材厚度< 2 mm的金屬複合板，因仍需爆炸複合，工藝較為繁瑣，而且生產成本較高。
真空軋制複合法是通過真空焊接組坯，經加熱軋制使基材和覆材實現良好冶金結合的生產工藝。相對於爆炸法，真空軋制複合法具有較高的生產效率、低污染、低能耗且可生產寬薄覆層的金屬複合板。
比如，對於鉑族金屬、合金及雙金屬的真空塑性形變，真空軋製法能獲得高質量的Pt-Ti雙金屬結合層的基礎。各層之間的連結強度及雙金屬過渡層的駟性對隨後的形變是足夠的。鉑族金屬、合金和雙金屬的真空塑性變形是金屬壓力加工的有前途的方向。
