CN104014589A - 一种钛/铝/镁三层复合板及其制备方法 - Google Patents
一种钛/铝/镁三层复合板及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104014589A CN104014589A CN201410181746.7A CN201410181746A CN104014589A CN 104014589 A CN104014589 A CN 104014589A CN 201410181746 A CN201410181746 A CN 201410181746A CN 104014589 A CN104014589 A CN 104014589A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- titanium
- magnesium
- alloy plate
- composite board
- aluminium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
一种钛/铝/镁三层复合板，它是一种钛合金、铝合金和镁合金热轧板材叠轧在一起的三层复合板。该复合板的制备方法主要是选用TC4钛合金、6061铝合金和AZ31B镁合金板材，进行机械打磨，再将钛、铝和镁合金板材按照钛/铝/镁的顺序叠放，在其一端铆接后放入电阻炉中进行预热6～10min，预热温度为300～450℃，然后立即送入轧机进行轧制，轧制速度为0.3～1.2m/s，热轧变形量为25～50％。本发明工艺简单、成本低、生产效率高，易于实现大规模工业化生产；制备的铝/钛/镁三层复合板界面结合紧密，无明显的显微空洞和脆性金属间化合物；与等重量铝合金板材相比，该复合板的抗高速冲击毁伤性能提高50％。
Description
技术领域
本发明涉及金属复合板材的加工技术领域。
背景技术
随着空间技术的不断发展，太空中存在大量小碎片，航天器无法规避，唯一有效的措施就是防护，空间环境效应与防护水平很大程度上决定了航天器的设计水平与服役寿命。国际上空间碎片常用的防护装置就是使用Whipple结构，它主要包括缓冲层、背板及其相关支撑结构，缓冲层和背板之间存在一定距离，缓冲层的主要作用是使撞击物撞击以后尽可能碎化、熔化和雾化，形成碎片云。目前国际上使用的缓冲层材料主要是铝合金，其抵抗碎片冲击的能力亟待提高，如果采用金属复合板替代Whipple结构中的铝合金缓冲层，将会显著提高航天器的防护水平。
金属层状复合板的研制、生产与应用已引起广泛的关注，目前研制生产的金属复合板材包括：钢/铝、钛/钢、铜/铝、铝/铝、铝/铜、铜/钢、铝/镁、铝/钛等，由于力学和物理性能的差异以及轻量化要求，这些复合板材并不能用作空间防护层材料。因此，有必要发展一种抗高速冲击毁伤性能并满足轻量化要求的多层金属复合板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、生产效率高、具有抗高速冲击毁伤性能的钛/铝/镁三层复合板及其制造方法。
本发明的钛/铝/镁三层复合板是一种钛合金热轧板材、铝合金热轧板材和镁合金热轧板材叠轧在一起的三层复合板。
上述钛/铝/镁三层复合板的制备方法如下：
(1)材料选择：选取长、宽尺寸相同的厚度为0.1～0.5mm的TC4钛合金热轧板材、厚度为0.5～2.5mm的6061铝合金热轧板材，以及厚度为0.5～2.5mm的AZ31B镁合金热轧板材。
(2)打磨清洁：将钛合金、铝合金和镁合金板材进行机械打磨，去除表面氧化膜和油脂，并使板材表面具有粗糙度，以增加复合板的界面结合强度。
(3)热轧复合：将钛合金、铝合金和镁合金板材按照钛/铝/镁的顺序叠放在一起构成钛/铝/镁三层金属叠板，对该叠板的一端进行铆接，然后将钛/铝/镁三层叠板放入电阻炉中进行预热，预热温度为300～450℃，时间为6～10min，然后立即送入轧机进行轧制，轧制速度为0.3～1.2m/s，热轧变形量为25～50％。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、工艺简单、成本低廉、生产效率高。
2、制备的复合板材界面结合紧密，无明显的显微空洞和脆性金属间化合物，结合强度大于45MPa；与相同厚度的铝合金板材相比，抗高速冲击毁伤性能提高50％。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的钛/铝/镁三层复合板界面区域金相图。
具体实施方式
实施例1：
取长度为100mm、宽度为75mm，厚度分别为0.15mm、1.2mm、1.5mm的TC4钛合金热轧板、6061铝合金热轧板和AZ31B镁合金热轧板各1块，进行机械打磨，去除表面氧化膜和油脂，并使板材表面具有一定的粗糙度。将合金板材按照钛、铝、镁的次序叠放在一起构成三层金属叠板，在该板的一端两侧打孔，用纯铝铆钉将其铆接在一起，并将该端打磨成楔形。将上述钛/铝/镁叠板放入电阻炉中加热到400℃，保温8min后立即送入轧机进行热轧复合，轧制速度为0.5m/s，变形量为40％，制得钛/铝/镁三层复合板材。如图1所示，铝合金与钛合金和镁合金实现了良好的冶金结合，界面处并没有形成脆性的金属间化合物。该钛/铝/镁复合板材的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为355MPa、268MPa和10.6％；铝合金与钛合金的界面结合强度为67MPa；与等重量1.5mm铝合金板材相比，该复合板的抗高速冲击毁伤性能提高50％。
实施例2:
取长度为100mm、宽度为75mm，厚度分别为0.5mm、2mm和1mm TC4钛合金、6061铝合金和AZ31B镁合金热轧板材各一块，进行机械打磨，去除表面氧化膜和油脂后，按钛/铝/镁的次序叠放在一起构成三层金属叠板，在该板的一端两侧打孔，用纯铝铆钉将其铆接在一起，并将该端打磨成楔形。将上述钛/铝/镁叠板放入450℃电阻炉中保温8min后立即送入轧机进行热轧复合，轧制速度为0.5m/s，变形量为50％，制得钛/铝/镁三层复合板材。该钛/铝/镁复合板材的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为425MPa、365MPa和9.5％；铝合金与钛合金的界面结合强度为78MPa。
实施例3:
取长度为100mm、宽度为75mm，厚度分别为0.2mm、2.5mm和2mm TC4钛合金、6061铝合金和AZ31B镁合金热轧板材，进行机械打磨，去除表面氧化膜和油脂后，按钛/铝/镁的次序叠放在一起构成三层金属叠板，在该板的一端两侧打孔，用纯铝铆钉将其铆接在一起，并将该端打磨成楔形。将上述钛/铝/镁叠板放入350℃电阻炉中保温8min后立即送入轧机进行热轧复合，轧制速度为0.8m/s，变形量为30％，制得钛/铝/镁三层复合板材。该钛/铝/镁复合板材的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为293MPa、236MPa和11.2％；铝合金与钛合金的界面结合强度为45MPa。
Claims (3)
1.一种钛/铝/镁三层复合板，其特征在于：它是一种钛合金热轧板材、铝合金热轧板材和镁合金热轧板材叠轧在一起的三层复合板。
2.权利要求1所述的一种钛/铝/镁三层复合板的制备方法，其特征在于：
(1)选取长、宽尺寸相同的TC4钛合金热轧板材、6061铝合金热轧板材和AZ31B镁合金热轧板材；
(2)将钛合金、铝合金和镁合金板材进行机械打磨，去除表面氧化膜和油脂；
(3)将步骤(2)打磨后的钛合金、铝合金和镁合金板材按照钛/铝/镁的顺序叠放在一起构成钛/铝/镁三层金属叠板，对该叠板的一端进行铆接，然后将该钛/铝/镁三层叠板放入电阻炉中进行预热，预热温度为300～450℃，时间为6～10min，然后立即送入轧机进行轧制，轧制速度为0.3～1.2m/s，热轧变形量为25～50％。
3.根据权利要求2所述的一种钛/铝/镁三层复合板的制造方法，其特征在于：所述TC4钛合金热轧板材的厚度为0.1～0.5mm、6061铝合金热轧板材的厚度为0.5～2.5mm、AZ31B镁合金热轧板材的厚度为0.5～2.5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410181746.7A CN104014589B (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 一种钛/铝/镁三层复合板及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410181746.7A CN104014589B (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 一种钛/铝/镁三层复合板及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104014589A true CN104014589A (zh) | 2014-09-03 |
| CN104014589B CN104014589B (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=51431749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410181746.7A Expired - Fee Related CN104014589B (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 一种钛/铝/镁三层复合板及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104014589B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105436203A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-30 | 重庆大学 | 镁/铝/钛复合板包覆轧制方法 |
| CN108724847A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-11-02 | 兰州理工大学 | 一种铝板和钛板累积叠轧的复合板材及其制备方法 |
| CN108749210A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-06 | 深圳万佳互动科技有限公司 | 一种镁铝合金复合板材 |
| CN109675926A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-04-26 | 吉林大学 | 一种对称衬板轧制制备镁/铝/钛合金复合板的方法 |
| CN109731912A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-10 | 吉林大学 | 一种钛/铝/镁复合板的齿形结合面轧制制备方法 |
| CN110227734A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-13 | 太原理工大学 | 一种改善Mg/Ti连接界面性能的方法 |
| CN111530930A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-14 | 太原科技大学 | 一种镁铝层合板的热轧制备方法 |
| CN113733685A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 华北电力大学 | 一种轻质高强Mg-Al-Ta复合金属板材及其轧制成型方法 |
| CN114953697A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-30 | 西南大学 | 强化型镁钛复合材料制备工艺及设备 |
| CN116651937A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-08-29 | 海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院 | 一种大厚比镁/钛复合板及梯度异温轧制复合方法 |
| CN117531833A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-02-09 | 太原理工大学 | 一种大厚比镁/钛复合板脉冲电流辅助轧制复合方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348629A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 塗装性およびプレス成形性に優れた輸送関連構造体用アルミニウム合金板材 |
| US20060046035A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Katsufumi Tanaka | Method of producing base plate circuit board, base plate for circuit board, and circuit board using the base plate |
| CN102581006A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-07-18 | 燕山大学 | 一种钛/铝/钛三层复合板的热轧复合方法 |
| CN103418611A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-12-04 | 中南大学 | 一种轧制生产不锈钢－铝－不锈钢三层复合板的方法 |
| CN103586304A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-19 | 沈阳工业大学 | 一种镁铝复合板的制备方法 |
| CN103658175A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-26 | 河北钢铁股份有限公司 | 一种金属复合板的制造方法 |
-
2014
- 2014-04-30 CN CN201410181746.7A patent/CN104014589B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348629A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 塗装性およびプレス成形性に優れた輸送関連構造体用アルミニウム合金板材 |
| US20060046035A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Katsufumi Tanaka | Method of producing base plate circuit board, base plate for circuit board, and circuit board using the base plate |
| CN102581006A (zh) * | 2012-02-27 | 2012-07-18 | 燕山大学 | 一种钛/铝/钛三层复合板的热轧复合方法 |
| CN103418611A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-12-04 | 中南大学 | 一种轧制生产不锈钢－铝－不锈钢三层复合板的方法 |
| CN103586304A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-19 | 沈阳工业大学 | 一种镁铝复合板的制备方法 |
| CN103658175A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-26 | 河北钢铁股份有限公司 | 一种金属复合板的制造方法 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105436203A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-30 | 重庆大学 | 镁/铝/钛复合板包覆轧制方法 |
| CN108724847A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-11-02 | 兰州理工大学 | 一种铝板和钛板累积叠轧的复合板材及其制备方法 |
| CN108749210A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-06 | 深圳万佳互动科技有限公司 | 一种镁铝合金复合板材 |
| CN109731912B (zh) * | 2019-03-04 | 2020-08-04 | 吉林大学 | 一种钛/铝/镁复合板的齿形结合面轧制制备方法 |
| CN109731912A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-10 | 吉林大学 | 一种钛/铝/镁复合板的齿形结合面轧制制备方法 |
| CN109675926A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-04-26 | 吉林大学 | 一种对称衬板轧制制备镁/铝/钛合金复合板的方法 |
| CN110227734A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-13 | 太原理工大学 | 一种改善Mg/Ti连接界面性能的方法 |
| CN111530930A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-14 | 太原科技大学 | 一种镁铝层合板的热轧制备方法 |
| CN113733685A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 华北电力大学 | 一种轻质高强Mg-Al-Ta复合金属板材及其轧制成型方法 |
| CN113733685B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-08-25 | 华北电力大学 | 一种轻质高强Mg-Al-Ta复合金属板材及其轧制成型方法 |
| CN114953697A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-30 | 西南大学 | 强化型镁钛复合材料制备工艺及设备 |
| CN116651937A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-08-29 | 海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院 | 一种大厚比镁/钛复合板及梯度异温轧制复合方法 |
| CN116651937B (zh) * | 2023-07-31 | 2023-10-13 | 海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院 | 一种大厚比镁/钛复合板及梯度异温轧制复合方法 |
| CN117531833A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-02-09 | 太原理工大学 | 一种大厚比镁/钛复合板脉冲电流辅助轧制复合方法 |
| CN117531833B (zh) * | 2024-01-10 | 2024-04-02 | 太原理工大学 | 一种大厚比镁/钛复合板脉冲电流辅助轧制复合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104014589B (zh) | 2017-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104014589A (zh) | 一种钛/铝/镁三层复合板及其制备方法 | |
| CN102581006B (zh) | 一种钛/铝/钛三层复合板的热轧复合方法 | |
| CN110918647B (zh) | 一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法 | |
| Zheng et al. | Influence of annealing temperature on the microstructure and mechanical properties of Al/Mg/Al composite sheets fabricated by roll bonding | |
| US10780520B2 (en) | Method for producing a hot-rolled plated composite material, flat product stack, hot-rolled plated composite material and use thereof | |
| IN2014CN00611A (zh) | ||
| RU2486999C1 (ru) | Способ получения покрытия | |
| CN101590597B (zh) | 一种核电及火电用大规格钛/钢复合板的制备方法 | |
| CN101450542A (zh) | 一种层状钛铝复合板及其制备方法 | |
| CN104626676A (zh) | 一种用于汽车车身的层状金属复合板材及其制备方法 | |
| JP2014517149A5 (zh) | ||
| CN102357525A (zh) | 一种多层铜/钼结构复合板的制备方法 | |
| CN106424136A (zh) | 一种以if钢为中间层的钛钢复合板及其制造方法 | |
| CN111372770B (zh) | 复合板 | |
| Haitao et al. | Influence of asymmetric rolling parameters on the microstructure and mechanical properties of titanium explosive clad plate | |
| CN112719558A (zh) | 一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法 | |
| CN106887267B (zh) | 一种高强度铝镍含能复合板材的制备方法 | |
| CN109263179B (zh) | 一种抗冲击铝合金复合板材及其制备方法 | |
| CN101966766A (zh) | 一种多层金属冷压复合工艺及其产品 | |
| RU2463140C1 (ru) | Способ получения композиционного материала титан-алюминий | |
| CN106391707A (zh) | 一种以if钢为中间层的钛钢复合板及其制备方法 | |
| KR102534890B1 (ko) | 알루미늄합금 클래드 판재의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 알루미늄합금 클래드 판재 | |
| CN108393352A (zh) | 一种双相不锈钢/高强钢复合板及其制备方法 | |
| RU2533508C1 (ru) | Способ получения композиционного материала медь-титан | |
| CN103586282B (zh) | 一种铝基复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170215 Termination date: 20210430 |