CN105149351B - 一种用于金属复合板的制备方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金属复合板的制备方法及装置。其中，该方法包括：对基板和覆板进行加热；在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应；将还原反应后的基板和覆板进行叠合；对叠合后的板材进行轧制，获得金属复合板。由于先在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应，从而将基板和覆板表面的氧化物去除，因而消除了复合时界面氧化物对复合的影响。

Description

一种用于金属复合板的制备方法及装置

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种用于金属复合板的制备方法及装置。

背景技术

金属复合板是由两种或多种性能不同的金属材料经特殊工艺复合而成的新型材料。与单一金属组元相比，经过合理设计组合后的金属复合板结合了金属组元各自的优点，可以获得单一金属所不具备的力学、物理和化学性能，目前已在航空、航天、机械、化工、医疗、食品等领域得到了广泛的应用。但是由于材料之间的性能差异较大，因此金属复合板的制备有一定的难度。目前的制备方法主要有爆炸复合法、钎焊复合法和轧制复合法。其中，轧制复合法以其成本低，效率高，设备少等优点，目前被最为广泛地应用。轧制复合法有冷轧和热轧两种方式。热轧复合法由于技术相对成熟且复合效果好，从而被广泛使用。但是，由于在板坯的加热过程中，界面会发生氧化而导致氧化夹杂的产生，因而大大降低了复合板材的复合强度。

综上所述，如何减少在热轧复合加热过程中的界面氧化是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明实施例通过提供一种用于金属复合板的制备方法及装置，实现了消除了复合时界面氧化物对复合的影响的技术效果。

本发明实施例提供了一种用于金属复合板的制备方法，包括：

对基板和覆板进行加热；

在加热后的所述基板和所述覆板的表面进行还原反应；

将还原反应后的所述基板和所述覆板进行叠合；

对所述叠合后的板材进行轧制，获得金属复合板。

进一步地，所述对所述叠合后的板材进行轧制，具体包括：对所述叠合后的板材进行顺向或往返多道次轧制直至所需的厚度。

进一步地，在所述将还原反应后的所述基板和所述覆板进行叠合之前，所述方法还包括：对还原反应后的所述基板和所述覆板进行干燥处理。

进一步地，在所述对所述叠合后的板材进行轧制之后，所述方法还包括：对所述轧制之后的板材进行退火处理，获得所需的金属复合板。

进一步地，在所述对所述轧制之后的板材进行退火处理时的退火温度为0.5-0.7T_{min(基板、覆板)}；其中，所述T_{min(基板、覆板)}取所述基板和所述覆板的熔点较低值。

本发明实施例提供的用于金属复合板的制备装置，所述装置包括：还原设备、传送机构、加热设备、压紧机构、管道、还原气体存储设备及轧制机构；所述加热设备用于对基板和覆板进行加热；所述传送机构穿过所述还原设备，对所述基板和所述覆板进行传送；所述管道的出气端通入所述还原设备，所述管道的进气端接所述还原气体存储设备的气体输出端，所述还原气体存储设备输出还原气体，在加热后的所述基板和所述覆板的表面进行所述还原反应；所述压紧机构设置在所述还原设备的输出端，用于将所述还原反应后的所述基板和所述覆板进行叠合；所述轧制机构设置在所述压紧机构的输出端，用于对所述叠合后的板材进行轧制。

进一步地，所述压紧机构包括：叠合导向辊和压紧辊；所述叠合导向辊设置在所述还原设备的输出端，所述压紧辊设置在所述叠合导向辊的输出端；所述叠合导向辊用于将所述还原反应后的所述基板和所述覆板导入所述压紧辊的入辊口，所述压紧辊用于将所述基板和所述覆板压紧，完成所述基板和所述覆板的叠合。

进一步地，所述轧制机构包括：复合轧机；所述复合轧机设置在所述压紧辊的输出端，用于对所述叠合后的板材进行顺向多道次轧制直至所需的厚度；

或，所述轧制机构包括：第一卷取机、第二卷取机和可逆轧机；所述第一卷取机设置在所述压紧辊的输出端，用于对由所述压紧辊输出的板材进行卷取，再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送至所述可逆轧机进行正向轧制；所述可逆轧机将轧制后的板材送至第二卷取机进行卷取；所述第二卷取机再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送回所述可逆轧机进行反向轧制；所述可逆轧机再将轧制后的板材送至所述第一卷取机进行卷取，从而实现对所述叠合后的板材的往返多道次轧制。

进一步地，所述还原设备包括：还原段和干燥段；所述传送机构依次穿过所述还原段和所述干燥段；所述管道的出气端通入所述还原段和所述干燥段；所述叠合导向辊和所述压紧辊设置在所述干燥段；所述还原段用于所述还原气体在所述基板和所述覆板的表面进行还原反应，所述干燥段用于对所述还原反应后的所述基板和所述覆板进行干燥处理。

进一步地，还包括：退火设备；所述退火设备的输入端接所述轧机的输出端，用于对所述轧制之后的板材进行退火处理，得到所需的金属复合板。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应，再将还原反应后的基板和覆板进行叠合和轧制，获得金属复合板。在本发明实施例中，由于先在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应，从而将基板和覆板表面的氧化物去除，因而消除了复合时界面氧化物对复合的影响。

2、对叠合之前的基板和覆板进行干燥处理，将还原反应所生成的水进行干燥，避免了反应生成的水进一步氧化板材的表面，对复合产生影响，从而保证了复合效果。

3、在本发明实施例中，在对叠合后的板材进行轧制之后，还对轧制之后的板材进行退火处理，因而消除了板坯的界面缺陷及内部残余应力，在界面两侧形成一定深度的扩散层，从而增强了复合强度，进而提高了金属复合板的性能。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的用于金属复合板的制备方法的流程图；

图2为本发明实施例七提供的用于金属复合板的制备装置中还原设备的结构示意图；

图3为本发明实施例八提供的用于金属复合板的制备装置的结构示意图；

图4为本发明实施例十提供的用于金属复合板的制备装置的结构示意图；

其中，1-还原段，2-干燥段，3-管道，4-叠合导向辊，5-压紧辊，6-基板，7-覆板，8-缓冲段，9-第一保温层，10-第一密封辊，11-第二密封辊，12-第三密封辊，13-复合轧机，14-基板运行辊道，15-覆板运行辊道，16-覆板导嘴，17-覆板导向辊，18-干燥剂，19-加热设备，20-覆板卷取机，21-退火设备，22-第二卷取机，23-基板卷取机，24-第一刷辊，25-第一导向辊，26-第一卷取机，27-第三卷取机，28-第二保温层，29-可逆轧机，30-送料辊，31-第二导向辊，32-偏导辊，33-导向板，34-活套，35-第三保温层，36-第二刷辊。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种用于金属复合板的制备方法及装置，实现了消除了复合时界面氧化物对复合的影响的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应，再将还原反应后的基板和覆板进行叠合和轧制，获得金属复合板。在本发明实施例中，由于先在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应，从而将基板和覆板表面的氧化物去除，因而消除了复合时界面氧化物对复合的影响。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

参见图1，本发明实施例提供的用于金属复合板的制备方法，包括：

步骤S110：对基板和覆板进行加热；

对本步骤进行说明，步骤S110具体包括：

通过加热设备对基板和覆板进行加热。

这里需要说明的是，本发明实施例可以根据需要自由选择对基板和覆板进行等温加热或不等温加热，很好地满足了各种材料复合时的加热需求，从而适用于各种材质之间的复合，提高了本发明实施例的实用性。

在本实施例中，将基板和覆板加热至700～1200℃。

为了保证板材的尺寸规整，长宽一致且界面处(不同材质金属板坯的接触面)洁净无锈蚀油污，从而提高金属复合板的性能，在步骤S110之前，先对基板进行切边、加热和去氧化处理，对覆板进行切边和去氧化处理。

具体步骤包括：

先对基板的上下表面及两侧面进行机加工，加工后使用酒精清洗加工面使其表面洁净无锈迹、油污，且长度方向上宽度一致。再将基板送入加热炉加热到850～1300℃。接着对加热后的基板进行高压水除鳞去氧化处理。同时将覆板卷开卷，并对其两侧进行裁剪，裁剪后与基板等宽。接着利用刷辊或钢丝刷去除板带表面的氧化物，并对基板和覆板的表面进行打毛处理。

在本实施例中，基板和覆板的厚度均为3～25mm。

步骤S120：在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应；

对本步骤进行说明，步骤S120具体包括：

将高温还原性气体通到基板和覆板的表面，使高温还原性气体与基板和覆板表面残留的氧化物进行还原反应。

在本实施例中，高温还原性气体的温度为500～950℃。

为了对还原反应所生成的水进行干燥，避免反应生成的水进一步氧化板材的表面，对复合产生影响，从而保证复合效果，在步骤S120之后，还包括：

对还原反应后的基板和覆板进行干燥处理。

在本实施例中，可以通过干燥剂对还原反应后的基板和覆板进行干燥处理。

其中，干燥剂为焦炭，主要成分为C。

步骤S130：将还原反应后的基板和覆板进行叠合；

对本步骤进行说明，步骤S130具体包括：

先通过叠合导向辊将基板和覆板叠合，再通过压紧辊将两板带压紧。

步骤S140：对叠合后的板材进行轧制，获得金属复合板。

对本步骤进行说明，步骤S140具体包括：

对叠合后的板材进行顺向或往返多道次轧制直至所需的厚度，获得金属复合板。

对本步骤进行进一步的说明，将压合好的板坯通过复合轧机进行顺向多道次轧制至所需的厚度，获得所需的金属复合板。

在本实施例中，顺向轧制道次为4-6次，首道次压下率大于或者等于45％。

或，设置第一卷取机、第二卷取机和可逆轧机；第一卷取机先对压合好的板材进行卷取，再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送至可逆轧机进行正向轧制；可逆轧机将轧制后的板材送至第二卷取机进行卷取；第二卷取机再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送回可逆轧机进行反向轧制；可逆轧机再将轧制后的板材送至第一卷取机进行卷取，从而实现对叠合后的板材的往返多道次轧制。

在本实施例中，往返轧制道次为4-6次，首道次压下率大于或者等于45％。

为了消除板坯的界面缺陷及内部残余应力，在界面两侧形成一定深度的扩散层，从而增强复合强度，进而进一步提高金属复合板的性能，在步骤S140之后，还包括：

对轧制之后的板材进行退火处理，获得所需的金属复合板。

具体地，将轧制之后的板材送入连退炉进行退火处理。

在本实施例中，退火温度为0.5-0.7T_{min(基板、覆板)}；其中，T_{min(基板、覆板)}取基板和覆板的熔点较低值。

实施例二

采用本方法制备铝-碳钢单面复合板的步骤如下：

1、基板加工及加热：基板选用Q235制备，对基板进行机加工，使基板尺寸为90mm×900mm×8000mm，加工完成后清洗表面使其洁净无锈迹、油污。再将基板送入加热炉加热到1100℃，出炉进行高压水除鳞处理。

2、覆层金属板卷加工：将厚度为10mm的纯铝板卷开卷并进行剪裁，使其宽度为900mm；再用钢丝刷清理铝板表面的氧化层，并对铝板表面打毛后卷取备用。

3、基板及覆板加热及氧化铁皮还原：基板加热除鳞后通过辊道送入还原炉内，同时将处理后的铝板卷通过开卷机进行开卷，并通过加热设备迅速加热；再通过导辊将覆板导入至还原炉内。接着将高温还原性气体通入还原炉内，使高温还原性气体与基板和覆板表面残留的氧化物进行还原反应。其中，还原气体为CO气体，气体温度为600℃。

4、叠合：通过叠合导向辊和压紧辊将铝板压合至钢板的表面。

5、轧制：将压合好的板坯送入轧机进行4道次轧制至10mm。

6、退火：将轧制后的复合板送至连退炉中进行退火处理。退火温度为420℃，退火后卷取即得厚度为10mm的Al-Q235复合板成品。

实施例三

采用本方法制备铜-铝单面复合板的步骤如下：

1、金属原料板卷加工：分别将厚度为15mm的纯铜板卷和厚度为15mm的纯铝板卷开卷并进行剪裁，使纯铜板卷和纯铝板卷的宽度均为950mm；再用钢丝刷清理两个板带表面的氧化层，并将表面打毛后卷取备用。

2、金属原料板卷加热及氧化铁皮还原：将两个板卷通过加热设备加热，并通过导入装置导入至还原炉内。接着将高温还原性气体通入还原炉，使高温还原性气体与两个板卷表面残留的氧化物进行还原反应。其中，还原气体为H₂气体，气体温度为750℃。

3、叠合：通过叠合导向辊和压紧辊将铝板和铜板压合在一起。

4、轧制：将压合好的板坯送入轧机进行6道次轧制至5mm。

5、退火：将轧制后的复合板送至连退炉中进行退火处理。退火温度为400℃，退火后卷取即得厚度为5mm的Cu-Al复合板成品。

实施例四

采用本方法制备铜-碳钢-铝双面复合板的步骤如下：

1、基板加工及加热：基板选用Q345制备，对基板进行机加工，使基板尺寸为60mm×950mm×6000mm，加工完成后清洗表面使其洁净无锈迹、油污。再将基板送入加热炉加热到1150℃，出炉进行高压水除鳞处理。

2、覆板加工：分别将厚度为10mm的纯铜板卷和厚度为10mm的纯铝板卷开卷并进行剪裁，使纯铜板卷和纯铝板卷的宽度均为950mm；再用钢丝刷清理两个板带表面的氧化层，并将表面打毛后卷取备用。

3、基板及覆板加热及氧化铁皮还原：基板加热除鳞后通过辊道送入还原炉内，同时将处理后的铝板卷及铜板卷通过开卷机进行开卷，并通过加热设备迅速加热；再通过导辊将覆板导入至还原炉内。接着将高温还原性气体通入还原炉，使高温还原性气体与基板和覆板表面残留的氧化物进行还原反应。其中，还原气体为CO与N₂的混合气体，CO浓度为15％，气体温度为600℃。

4、叠合：通过叠合导向辊和压紧辊将铝板和铜板分别压合在钢板的上下表面。

5、轧制：将压合好的板坯送入轧机进行6道次轧制至8mm。

6、退火：将轧制后的复合板送至连退炉中进行退火处理。退火温度为500℃，退火后卷取即得厚度为8mm的Cu-Q345-Al双面复合板成品。

实施例五

采用本方法制备铜-碳钢单面复合板的步骤如下：

1、板带表面处理：选取宽度为800mm的纯铜板卷及Q235板卷作为原料，铜板的厚度为15mm，碳钢板的厚度为25mm。先将两金属板带卷利用开卷机进行开卷，再利用刷辊去除板带上下表面的氧化物，并将表面进行打毛。

2、板带加热及还原：先将两个板卷通过加热设备加热，铜板加热至900℃，碳钢板加热至1100℃；再将两板带导入至还原炉的活套内。接着将高温还原性气体通入还原炉，使高温还原性气体与两个板卷表面残留的氧化物进行还原反应。其中，还原气体为H₂与N₂的混合气体，H₂浓度为20％，气体温度为800℃。

3、板带叠合：通过叠合导向辊将两板带叠合，并通过压紧辊将两板带压紧。

4、轧制：将叠合好的板带进行卷取，板带进入保温罩中的一个卷取机进行卷取，保温罩内通入N₂。在完成一卷板带的卷取工作后，再对板带进行5道次轧制至10mm，即得厚度为10mm的Cu-Q235复合板成品。

实施例六

采用本方法制备钛-碳钢单面复合板的步骤如下：

1、板带表面处理：选取宽度为850mm的纯钛板卷及Q345板卷作为原料，钛板的厚度为10mm，碳钢板的厚度为15mm。先将两金属板带卷利用开卷机进行开卷，再利用刷辊去除板带上下表面的氧化物，并将表面进行打毛。

2、板带加热及还原：先将两个板带通过加热设备加热，两板带均加热至1100℃；再将两板带导入至还原炉的活套内。接着将高温还原性气体通入还原炉，使高温还原性气体与两个板带表面的氧化物进行还原反应。其中，还原气体为H₂与CO的混合气体，两者比例为1:1，气体温度为800℃。

3、板带叠合：通过叠合导向辊将两板带叠合，并通过压紧辊将两板带压紧。

4、轧制：将叠合好的板带进行卷取，板带进入保温罩中的一个卷取机进行卷取，保温罩内通入N₂。在完成一卷板带卷取工作后，再对板带进行6道次轧制至8mm，即得厚度为8mm的Ti-Q345复合板成品。

实施例七

本发明实施例提供的用于金属复合板的制备装置，该装置对应于上述的方法，包括：还原设备、传送机构、加热设备、压紧机构、管道、还原气体存储设备及轧制机构；加热设备用于对基板和覆板进行加热；传送机构穿过还原设备，对基板和覆板进行传送；管道的出气端通入还原设备，管道的进气端接还原气体存储设备的气体输出端，还原气体存储设备输出还原气体，在加热后的基板和覆板的表面进行还原反应；压紧机构设置在还原设备的输出端，用于将还原反应后的基板和覆板进行叠合；轧制机构设置在压紧机构的输出端，用于对叠合后的板材进行轧制。

对本发明实施例中压紧机构的结构进行说明，压紧机构包括：叠合导向辊和压紧辊；叠合导向辊设置在还原设备的输出端，压紧辊设置在叠合导向辊的输出端；叠合导向辊用于将还原反应后的基板和覆板导入压紧辊的入辊口，压紧辊用于将基板和覆板压紧，完成基板和覆板的叠合。

对本发明实施例的结构进行说明，还包括：退火设备；退火设备的输入端接轧制机构的输出端，用于对轧制之后的板材进行退火处理，得到所需的金属复合板。

在本实施例中，退火设备为连退炉。

参见图2，对本发明实施例中还原设备的结构进行说明，还原设备包括：还原段1和干燥段2；传送机构依次穿过还原段1和干燥段2；管道3的出气端通入还原段1和干燥段2；叠合导向辊4和压紧辊5设置在干燥段2；还原段1用于还原气体在基板6和覆板7的表面进行还原反应，干燥段2用于对还原反应后的基板6和覆板7进行干燥处理。

在本实施例中，将干燥剂18设置在干燥段2。

为了避免高温板坯与高温还原气体接触，从而防止爆炸的发生，还原设备还包括：缓冲段8；缓冲段8设置在还原段1之前，向缓冲段8通入惰性气体。加热设备设置在缓冲段8之前，传送机构穿过缓冲段8。

在本实施例中，缓冲段8的长度为0.5～2m，还原段1的长度为20～45m，干燥段2的长度为0.5～2m。

为了防止高温板坯产生较大的温降，还包括：第一保温层9；第一保温层9设置在还原段1的外部，用于对还原段1进行保温。

参见图3和图4，为了对还原设备进行密封，防止空气进入还原设备从而导致爆炸的发生，还包括：第一密封辊10、第二密封辊11及第三密封辊12；第一密封辊10和第二密封辊11均设置在缓冲段8的入口处，第三密封辊12设置在干燥段2的出口处。第一密封辊10用于将基板6密封导入传送机构，第二密封辊11用于将覆板7密封导入传送机构，第三密封辊12用于将干燥后的板材密封导出。

在本实施例中，还原设备为还原炉。

这里需要说明的是，本发明实施例具体提供了两种制备装置，第一种制备装置的结构将在下述实施例八中具体说明，第二种制备装置的结构将在下述实施例十中具体说明。

实施例八

参见图3，在本发明实施例提供的制备装置中，轧制机构包括：复合轧机13；复合轧机13设置在压紧辊5的输出端，用于对叠合后的板材进行顺向多道次轧制直至所需的厚度。传送机构包括：基板运行辊道14、覆板运行辊道15、覆板导嘴16及覆板导向辊17；基板运行辊道14和覆板运行辊道15均依次穿过还原设备的缓冲段8、还原段1和干燥段2；基板运行辊道14用于基板6的传送，覆板运行辊道15用于覆板7的传送。覆板导嘴16和覆板导向辊17均设置在缓冲段8，覆板导嘴16用于将覆板7导入覆板导向辊17，覆板导向辊17用于将覆板7导入覆板运行辊道15。本发明实施例提供的制备装置中的其他组件及其连接方式如实施例七，这里不再赘述。

实施例九

通过本发明实施例八提供的装置制备金属复合板的步骤包括：

高温的基板6经由第一密封辊10进入还原炉的缓冲段8内的基板运行辊道14上，同时覆板7经由覆板卷取机20开卷后由加热设备19加热至所需温度，再通过第二密封辊11、覆板导嘴16及覆板导向辊17进入缓冲段8内的覆板运行辊道15上。还原炉整体外部有一层由保温材料制作而成的第一保温层9，缓冲段8内通过保护气体管道通入高温的惰性气体。随着板坯的前进，板坯进入至还原段1。还原段1内通过管道3通入高温还原气体，基板6和覆板7表面的氧化铁皮在还原段1内被完全还原。随后基板6与覆板7进入干燥段2，通过铺设在辊道底部的焦炭吸收环境中的水蒸气，干燥段2内通过保护气体管道通入高温的惰性气体。在干燥段2内，覆板7经叠合导向辊4和压紧辊5被压合至基板6的表面。组合好的复合板坯随后经由复合轧机13进行多道次轧制直至所需厚度，轧制后的复合板在连退炉内进行扩散退火处理，随后由第二卷取机22成卷完成制作。这里需要说明的是，若制备双面复合板，则覆板7的导入、加热及传送装置均需设置两组，且分别位于基板6的导入、加热及传送装置的两侧。若制备单面复合板，只需使用基板6的导入、加热及传送装置和其中一组覆板7的导入、加热及传送装置即可。若需要制备双金属复合板，只需停用基板6的导入、加热及传送装置，而仅仅使用两组覆板7的导入、加热及传送装置即可。

实施例十

参见图4，在本发明实施例提供的制备装置中，轧制机构包括：第一卷取机26、第二卷取机22和可逆轧机29；第一卷取机26设置在压紧辊5的输出端，用于对由压紧辊5输出的板材进行卷取，再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送至可逆轧机29进行正向轧制；可逆轧机29将轧制后的板材送至第二卷取机22进行卷取；第二卷取机22再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送回可逆轧机29进行反向轧制；可逆轧机29再将轧制后的板材送至第一卷取机26进行卷取，如此反复，从而实现对叠合后的板材的往返多道次轧制。这里需要说明的是，可以将第三卷取机27也设置在压紧辊5的输出端，第三卷取机27的功能与第一卷取机26的功能一样。第三卷取机27在第一卷取机26进行板材轧制的同时进行下一复合板材的卷取工作。待第一卷取机26完成轧制后，第三卷取机27再进行板材的轧制工作，同时第一卷取机26再进行板材的卷取工作，第一卷取机26和第三卷取机27主要完成板材卷取及配合进行轧制两项工作，两台卷取机同时工作，且工作内容交替进行，从而可以提高生产效率。当然，也可以根据实际需要设置更多的卷取机配合工作。本发明实施例提供的制备装置中的其他组件及其连接方式如实施例七，这里不再赘述。

为了防止板坯发生温降，还包括：第二保温层28；第二保温层28设置在第一卷取机26和第三卷取机27的外部，对第一卷取机26和第三卷取机27进行保温。

对本实施例中轧制机构的结构进行进一步的说明，还包括：第一导向辊25、第二导向辊31、偏导辊32、导向板33及送料辊30；第一导向辊25设置在第一卷取机26的板材咬入端，用于将板材导入第一卷取机26进行卷取。第二导向辊31设置在第一卷取机26的板材输出端，用于将板材导出。偏导辊32与导向板33设置在第一卷取机26和可逆轧机29之间，用于将从第一卷取机26输出的板材导入至可逆轧机29。在轧制过程中，偏导辊32与导向板33以板材为分隔，分别位于板材的上下表面，对板材进行导向和夹紧。送料辊30有两对，对称分布于可逆轧机29的左右两侧，用于将从可逆轧机29输出的板材导向至第二卷取机22。

为了去除基板6和覆板7表面的氧化物，还包括：第一刷辊24和第二刷辊36；第一刷辊24和第二刷辊36均设置在缓冲段8的入口处。第一刷辊24用于去除基板6表面的氧化物，第二刷辊36用于去除覆板7表面的氧化物。

在本实施例中，传送机构为活套34，活套34的数量为10-30个。可逆轧机29为四辊可逆式轧机。

实施例十一

通过本发明实施例十提供的装置制备金属复合板的步骤包括：

基板6经由基板卷取机23开卷后由第一刷辊24清理表面，随后基板6由加热设备19加热至所需温度，再通过第一密封辊10送入还原炉。覆板7经由覆板卷取机20开卷后由第二刷辊36清理表面，随后覆板7由加热设备19加热至所需温度，再通过第二密封辊11送入还原炉。炉内通过管道3通入高温还原气体，两板带在还原炉的活套34内前进，基板6和覆板7表面的氧化物在还原段1被完全还原。随后基板6和覆板7通过叠合导向辊4和压紧辊5进行叠合，叠合后的板带进入第一卷取机26进行卷取收集。具体地，设置在还原炉后的卷取机构由第一卷取机26和第三卷取机27组成，且均设置在第二保温层28内，第一卷取机26和第三卷取机27均具有开卷及卷取的功能。叠合后的板带由第三密封辊12导入第一卷取机26内，完成一卷组合板带的卷取工作。接着，第一卷取机26的卷筒开始反向转动，将料卷松开并送入可逆轧机29进行正向轧制。可逆轧机29通过送料辊30和导向板33将所轧制的料卷送至第二卷取机22进行卷取工作。接着，第二卷取机22的卷筒开始反向转动，将料卷松开并送回可逆轧机29进行反向轧制，完成往返一道次轧制，如此反复，直至完成板带的轧制，得到金属复合板成品。当第一卷取机26进行板材轧制工作时，第三卷取机27开始进行下一卷复合板材的卷取工作。在第一卷取机26完成轧制工作后，第三卷取机27再开始进行板材轧制工作，同时第一卷取机26再开始进行下一卷复合板材的卷取工作，如此重复直至完成本批次所有复合板的制备工作。其中，第三卷取机22被安装在第三保温层35内。

【技术效果】

1、在加热后的基板6和覆板7的表面进行还原反应，再将还原反应后的基板6和覆板7进行叠合和轧制，获得所需的金属复合板。在本发明实施例中，由于先在加热后的基板6和覆板7的表面进行还原反应，从而将基板6和覆板7表面的氧化物去除，因而消除了复合时界面氧化物对复合的影响。

2、对叠合之前的基板6和覆板7进行干燥处理，将还原反应所生成的水进行干燥，避免了反应生成的水进一步氧化板材的表面，对复合产生影响，从而保证了复合效果。

3、在本发明实施例中，在对叠合后的板材进行轧制之后，还对轧制之后的板材进行退火处理，因而消除了板坯的界面缺陷及内部残余应力，在界面两侧形成一定深度的扩散层，从而增强了复合强度，进而提高了金属复合板的性能。

4、由于本发明实施例将还原设备设置为由缓冲段8、还原段1和干燥段2组成的分段式结构，保证了生产的安全性。

5、缓冲段8起到缓冲的作用，避免了高温板坯与高温还原性气体接触。由于常见的还原性气体H₂、CO均为易燃易爆的气体，因而进一步地保证了生产的安全性。

6、通过对密封辊的应用，防止了空气进入还原设备从而导致爆炸的发生，从而更进一步地保证了生产的安全性。

7、选用焦炭(主要成分为C)吸收水蒸气，且两者发生反应C+H₂O→CO+H₂。由于其反应产物(CO和H₂)皆为还原性气体，因而使得干燥段2保持弱还原性气氛，使干燥段2也具有缓冲作用，再进一步地保证了生产的安全性。

8、将传送机构设置为活套34，并采用卷取轧制，轧制产线短，实现了复合板的连续生产且占地少。

综上所述，本发明实施例具有安全高效和应用面广的优点。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种用于金属复合板的制备方法，其特征在于，包括：

对基板和覆板进行加热；

在加热后的所述基板和所述覆板的表面进行还原反应；

将还原反应后的所述基板和所述覆板进行叠合；

对所述叠合后的板材进行轧制，获得金属复合板；

在所述将还原反应后的所述基板和所述覆板进行叠合之前，所述方法还包括：对还原反应后的所述基板和所述覆板进行干燥处理；

具体地，通过干燥剂对还原反应后的基板和覆板进行干燥处理；

在所述对所述叠合后的板材进行轧制之后，所述方法还包括：对所述轧制之后的板材进行退火处理，获得所需的金属复合板；

在所述对所述轧制之后的板材进行退火处理时的退火温度为0.5-0.7T_{min(基板、覆板)}；其中，所述T_{min(基板、覆板)}取所述基板和所述覆板的熔点较低值；消除了板坯的界面缺陷及内部残余应力，在界面两侧形成一定深度的扩散层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述叠合后的板材进行轧制，具体包括：对所述叠合后的板材进行顺向或往返多道次轧制直至所需的厚度。

3.一种用于金属复合板的制备装置，其特征在于，所述装置包括：还原设备、传送机构、加热设备、压紧机构、管道、还原气体存储设备及轧制机构；所述加热设备用于对基板和覆板进行加热；所述传送机构穿过所述还原设备，对所述基板和所述覆板进行传送；所述管道的出气端通入所述还原设备，所述管道的进气端接所述还原气体存储设备的气体输出端，所述还原气体存储设备输出还原气体，在加热后的所述基板和所述覆板的表面进行还原反应；所述压紧机构设置在所述还原设备的输出端，用于将所述还原反应后的所述基板和所述覆板进行叠合；所述轧制机构设置在所述压紧机构的输出端，用于对所述叠合后的板材进行轧制；

其中，所述压紧机构包括：叠合导向辊和压紧辊；所述叠合导向辊设置在所述还原设备的输出端，所述压紧辊设置在所述叠合导向辊的输出端；所述叠合导向辊用于将所述还原反应后的所述基板和所述覆板导入所述压紧辊的入辊口，所述压紧辊用于将所述基板和所述覆板压紧，完成所述基板和所述覆板的叠合；

所述还原设备包括：还原段和干燥段；所述传送机构依次穿过所述还原段和所述干燥段；所述管道的出气端通入所述还原段和所述干燥段；所述叠合导向辊和所述压紧辊设置在所述干燥段；所述还原段用于所述还原气体在所述基板和所述覆板的表面进行还原反应，所述干燥段用于对所述还原反应后的所述基板和所述覆板进行干燥处理；

还包括：退火设备；所述退火设备的输入端接轧机的输出端，用于对所述轧制之后的板材进行退火处理，得到所需的金属复合板；

具体地，退火温度为0.5-0.7T_{min(基板、覆板)}；其中，T_{min(基板、覆板)}取基板和覆板的熔点较低值。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述轧制机构包括：复合轧机；所述复合轧机设置在所述压紧辊的输出端，用于对所述叠合后的板材进行顺向多道次轧制直至所需的厚度；

或，所述轧制机构包括：第一卷取机、第二卷取机和可逆轧机；所述第一卷取机设置在所述压紧辊的输出端，用于对由所述压紧辊输出的板材进行卷取，再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送至所述可逆轧机进行正向轧制；所述可逆轧机将轧制后的板材送至第二卷取机进行卷取；所述第二卷取机再放开所卷取的板材，并将卷取到的板材送回所述可逆轧机进行反向轧制；所述可逆轧机再将轧制后的板材送至所述第一卷取机进行卷取，从而实现对所述叠合后的板材的往返多道次轧制。