CN102717551A - 一种新型金属复合工艺 - Google Patents
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Abstract
一种新型金属复合工艺，其通过（1）表面粗糙化处理使结合层表面溶解粗糙；（2）复合体制备：在基材层金属和复合层金属之间加入低熔点高导电性的夹层金属材料，渗入基材层金属和复合层金属之间形成冶金结合；（3）在轧制机上轧制复合体，将基材层金属和复合层金属紧密结合。本发明从生产环境中省略爆炸复合环节，减少爆炸复合对环境的危害。节约生产成本，减少生产周期。而且将全部结合面的焊接和轧制结合，使得结合紧密度更好。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，特别是金属复合材料的制备。
背景技术
传统金属复合工艺采用的主要有3种工艺，水下复合、爆炸复合及轧制复合工艺。水下爆炸复合，虽然能在深水中爆炸复合，但是只能适用于面积小，厚度不大的材料。且原材料成本较高。无法满足大规模生产需要。爆炸复合对环境的影响最为严重（冲击波，噪音，粉尘，及有毒气体的排放），而且对环境中湿度的要求也很高。单纯的轧制复合无法满足复合材料冶金结合总面积≥95%、单个不结合区面积小于等于60c㎡的要求。
现有常用的方式为爆炸复合与轧制复合相结合的方式，从而生产出合格的产品。但是工艺复杂，工艺环节多，不便于操作成为生产的瓶颈。批量生产速度较慢。
根据检索，中国专利99115772.9公开了一种金属复合板的制造方法，将基板钢坯打磨、抛光与覆板焊接组合制坯后压延轧制成金属复合板。同时98112018.0公开一种金属复合板的制造方法。其步骤为1、将基层坯料1和复层坯料2清洁干净，2、将基层、复层坯料重合，将重合面四周边缘封闭连接，从小孔将重合面抽气到负压0.5公斤以下，封闭小孔，得复合单坯，3、将数块单坯重叠，在重叠面上均布隔离材料层，得复合坯，4、将复合坯加热轧制到所需厚度，剪去边缘连接部分即成。这些金属复合方法仍然属于轧制的改进，还存在结合密度不够理想的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种新型钛材复合工艺，以克服现有金属复合工艺的缺陷。
具体地说，一种新型金属复合工艺，其特征是按照如下步骤实施：
（1）表面粗糙化处理：将基材层金属和复合层金属表面在加热状态下均匀涂抹金属化合物或催化剂或可腐蚀两种金属的酸，使结合层表面溶解粗糙；
（2）复合体制备：在基材层金属和复合层金属之间加入低熔点高导电性的夹层金属材料，加热使得该夹层金属材料在基材层金属和复合层金属之间融化，渗入基材层金属和复合层金属之间形成冶金结合；
（3）在轧制机上轧制复合体，将基材层金属和复合层金属紧密结合。
本发明从生产环境中省略爆炸复合环节，减少爆炸复合对环境的危害。节约生产成本，减少生产周期。加热金属渗入结合面形成冶金结合面，通过轧制结合，使得结合紧密度更好，提高了复合金属的强度。
结合表面粗糙化、高温融合、感应加热等工艺手段，复合效果好。
具体实施方式
一种新型金属复合工艺，其特征是按照如下步骤实施：
（1）表面粗糙化处理：将基材层金属和复合层金属表面在加热状态下均匀涂抹金属化合物或催化剂或可腐蚀两种金属的酸，使结合层表面溶解粗糙；
（2）复合体制备：在基材层金属和复合层金属之间加入低熔点高导电性的夹层金属材料，加热使得该夹层金属材料在基材层金属和复合层金属之间融化，渗入基材层金属和复合层金属之间形成冶金结合；
（3）在轧制机上轧制复合体，将基材层金属和复合层金属紧密结合。
金属表面粗糙化处理时，加热温度为室温至800±100℃；并且根据不同材料选择加热温度：金属化合物为500-800℃、催化剂为300至500℃、酸性物质为室温至300℃。
复合体制备时利用铜或铝或锌或锡熔点低，导电系数高的特点，在基材层金属和复合层金属之间加入铜或铝或锌或锡作为夹层金属材料，并接通电流加热使夹层金属融化后融入渗入基材层金属和复合层金属内。
本发明利用低熔点金属如铜、铝、锌、锡等金属材料，导电系数高的特点，在复合与被复合材料中加入铜材料，接通电流，采用高频、中频、低频、工频加热使铜在两者之间融化，融入渗入复合与被复合材料中形成冶金结合，成为复合材料。
也可以采用酸性腐蚀手段将复合与被复合材料表面粗糙化，加热室温至至800℃，在复合面均匀涂抹金属化合物焊剂、催化剂、一种酸或多种酸结合（如硝酸、盐酸、氢氟酸）对金属结合面腐蚀，使结合层表面溶解粗糙，通过轧制将复合与被复合材料紧密结合。达到冶金结合的目的。
本发明可以制备的复合金属可用于制备：钛/钢、钛/铜、钛/铝、钢/钢、钨/钼等复合材料。
Claims (4)
1.一种新型金属复合工艺，其特征是按照如下步骤实施：
（1）表面粗糙化处理：将基材层金属和复合层金属表面在加热状态下均匀涂抹金属化合物或催化剂或可腐蚀两种金属的酸，使结合层表面溶解粗糙；
（2）复合体制备：在基材层金属和复合层金属之间加入低熔点高导电性的夹层金属材料，加热使得该夹层金属材料在基材层金属和复合层金属之间融化，渗入基材层金属和复合层金属之间形成冶金结合；
（3）在轧制机上轧制复合体，将基材层金属和复合层金属紧密结合。
2.根据权利要求1所述的新型金属复合工艺，其特征是金属表面粗糙化处理时，加热温度为室温至800±100℃；并且根据不同材料选择加热温度：金属化合物为500-800℃、催化剂为300至500℃、酸性物质为室温至300℃。
3.根据权利要求1所述的新型金属复合工艺，其特征是复合体制备时利用铜或铝或锌或锡熔点低，导电系数高的特点，在基材层金属和复合层金属之间加入铜或铝或锌或锡作为夹层金属材料，并接通电流加热使夹层金属融化后融入渗入基材层金属和复合层金属内。
4.根据权利要求1或3所述的新型金属复合工艺，其特征是复合体制备时，在两种金属结合面轧制凹槽，在凹槽内均匀涂抹金属化合物或催化剂或可腐蚀两种金属的酸，迅速加热至80℃至800℃使介质与金属复合面产生强烈的腐蚀效应，将金属表面完全粗糙化，通过轧制将酸与多余的空气排出并将金属复合面互相紧密贴合。
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