CN105196640A - 一种用于金属复合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于金属复合板的制备方法，包括：对第二金属板材进行加热，使第二金属板材的温度达到再结晶温度；将加热后的第二金属板材与第一金属板材进行叠合；其中，第一金属板材的熔点低于第二金属板材的再结晶温度；对叠合后的板材进行轧制，得到金属复合板。由于本发明先对第二金属板材进行单独加热使第二金属板材的温度达到再结晶温度，再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，因而大大降低了第二金属板材的变形难度且不会产生强烈的加工硬化且加工硬化能通过后期的动态回复及动态再结晶进行消除，保证了金属复合板的加工性能。

Description

一种用于金属复合板的制备方法
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。
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。例如铝—钢复合板结合了钢的高强度、易清洗和铝的质轻、价廉、优良的导电、导热性等优点，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，因此铝—钢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，是目前应用最广的方法之一。轧制复合法有冷轧和热轧两种方式。
铝—钢复合板多采用热轧复合法来制备。但是由于钢与铝的材料性能尤其是熔点差异巨大，因此铝—钢复合板在制备过程中存在一定的难度。具体为：由于铝材的熔点(660℃)低于钢材的再结晶温度(约710℃)，因此钢材在大变形轧制中产生的加工硬化很难通过后期的退火进行消除，这便直接影响了复合板的再加工成型性能。
综上所述，由于像铝—钢复合板这样的金属复合板的待复合金属间的性能差异较大，主要是第一种金属板材的熔点低于第二种金属板材的再结晶温度(如铝材的熔点低于钢材的再结晶温度)，因此这种金属复合板的第二种金属板材(如钢板)的加工硬化无法消除，从而导致复合板的性能不好。
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，解决了现有技术中一种金属板材的加工硬化无法消除的技术问题，实现了提高金属复合板的性能的技术效果。
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：
对第二金属板材进行加热，使所述第二金属板材的温度达到再结晶温度；
将加热后的所述第二金属板材与第一金属板材进行叠合；其中，所述第一金属板材的熔点低于所述第二金属板材的再结晶温度；
对叠合后的板材进行轧制，得到金属复合板。
进一步地，在所述对第二金属板材进行加热的加热温度为850～1300℃。
进一步地，所述将加热后的所述第二金属板材与第一金属板材进行叠合，具体包括：
将所述第一金属板材置于所述加热后的第二金属板材的表面，并对所述第一金属板材和所述第二金属板材进行压合。
进一步地，在所述对叠合后的板材进行轧制中，轧制首道次的压下率大于或者等于45％。
进一步地，在所述对叠合后的板材进行轧制中，轧制道次为4-6次。
进一步地，在所述对叠合后的板材进行轧制之后，还包括：对所述轧制后的板材进行退火，得到所述金属复合板。
进一步地，在所述对所述轧制后的板材进行退火中，退火温度为300～550℃。
进一步地，在所述对第二金属板材进行加热之前，还包括：对所述第二金属板材进行切边和清洁处理。
进一步地，在所述将加热后的所述第二金属板材与第一金属板材进行叠合之前，还包括：对所述第一金属板材进行去氧化和清洁处理。
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、在本发明实施例中，第一金属板材的熔点低于第二金属板材的再结晶温度。先对第二金属板材进行加热，使第二金属板材的温度达到再结晶温度；再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，第一金属板材中与第二金属板材的接触面在热传递的作用下被加热，由于第一金属板材的熔点较低，因此其表面在一定的深度范围内处于熔化或半熔化状态；最后对叠合后的板材进行轧制得到所需的金属复合板。由于本发明实施例先对第二金属板材进行单独加热使第二金属板材的温度达到再结晶温度，再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，因而大大降低了第二金属板材的变形难度且不会产生强烈的加工硬化且加工硬化能通过后期的动态回复及动态再结晶进行消除，保证了金属复合板的加工性能。
2、由于本发明实施例只对第二金属板材进行加热，第一金属板材仅通过与第二金属板材的物理接触对界面处进行局部加热，而无需对第一金属板材进行直接加热，因此本发明实施例还节约了能源。
3、由于对轧制后的板材进行退火处理，因此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，进而进一步地提高了金属复合板的加工性能。
4、由于在对第二金属板材进行加热之前，还对第二金属板材进行切边和清洁处理，因此保证了板材的尺寸规整，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，更进一步地提高了金属复合板的加工性能。
5、由于在将加热后的第二金属板材与第一金属板材进行叠合之前，还对第一金属板材进行去氧化和清洁处理，进一步地保证了板材的界面处洁净无锈蚀油污，再进一步地提高了金属复合板的加工性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于金属复合板的制备方法的流程图。
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，解决了现有技术中一种金属板材的加工硬化无法消除的技术问题，实现了提高金属复合板的性能的技术效果。
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：
在本发明实施例中，第一金属板材的熔点低于第二金属板材的再结晶温度。先对第二金属板材进行加热，使第二金属板材的温度达到再结晶温度；再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，第一金属板材中与第二金属板材的接触面在热传递的作用下被加热，由于第一金属板材的熔点较低，因此其表面在一定的深度范围内处于熔化或半熔化状态；最后对叠合后的板材进行轧制得到所需的金属复合板。由于本发明实施例先对第二金属板材进行单独加热使第二金属板材的温度达到再结晶温度，再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，因而大大降低了第二金属板材的变形难度且不会产生强烈的加工硬化且加工硬化能通过后期的动态回复及动态再结晶进行消除，保证了金属复合板的加工性能。
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：对第二金属板材进行加热，使第二金属板材的温度达到再结晶温度；
在本实施例中，在对第二金属板材进行加热的加热温度为850～1300℃。
对本步骤进行说明，可以将第二金属板材送至加热炉进行加热。
步骤S120：将加热后的第二金属板材与第一金属板材进行叠合；其中，第一金属板材的熔点低于第二金属板材的再结晶温度；
对本步骤进行说明，步骤S120具体包括：
将第一金属板材置于加热后的第二金属板材的表面，并对第一金属板材和第二金属板材进行压合。
具体地，通过导向辊将第一金属板材叠放至第二金属板材的表面，并通过压紧辊进行压合。
步骤S130：对叠合后的板材进行轧制，得到金属复合板。
对本步骤进行说明，通过轧机对压合好的板坯进行多道次轧制至所需的厚度。
在本实施例中，轧制首道次的压下率大于或者等于45％，轧制道次一共为4-6次。
对本发明实施例进行说明，在步骤S130之后，还可以包括：对轧制后的板材进行退火，得到所需的金属复合板。
在本实施例中，在对轧制后的板材进行退火中，退火温度为300～550℃。
对本步骤进行说明，将轧制后的复合板送至连退炉中进行退火处理，退火后卷取成热轧成品材。
为了保证板材的尺寸规整，长宽一致且界面处洁净无锈蚀油污，在步骤S110之前，还包括：对第二金属板材进行切边和清洁处理。
对本步骤进行具体的说明：
将第二金属板材的上下表面及两侧面进行机加工，使第二金属板材长度方向上宽度一致，完成切边处理。在完成切边处理后，使用酒精清洗第二金属板材的表面，使其表面洁净无锈迹、油污。
为了进一步保证板材的界面处洁净无锈蚀油污，在步骤S120之前，还包括：对第一金属板材进行去氧化和清洁处理。
对本步骤进行具体的说明：
将与第二金属板材等宽的第一金属板材卷开卷，再通过钢丝刷除去上下表面的氧化层，并用空气吹扫装置除去粉尘，保持板面的洁净。
这里需要说明的是，可以通过上述步骤制备单面金属复合板，其中的第一金属板材为覆材，第二金属板材为基材。而当需要制备双面金属复合板时，其制备方法与单面金属复合板的制备方法相似，区别在于，将两个覆材分别置于基材表面的两侧，再进行叠合。
实施例二
采用本方法制备铝-碳钢单面复合板的过程包括：
1、钢板坯的加工及加热：基材选用Q235制备，尺寸为40mm×900mm×6000mm。在对钢板的上下表面进行机加工后，用酒精清洗使其表面洁净无油污，完成后将钢板坯送至加热炉加热至900℃。
2、铝板加工：覆材选用厚度为8mm，宽度为900mm的纯铝板制备。将铝板卷开卷，再通过钢丝刷除去上下表面的氧化层，并用空气吹扫装置除去粉尘，保持板面的洁净。
3、叠合：通过导向辊将铝板叠放至高温钢板坯的表面，并通过压紧辊进行压合。
4、轧制：将压合好的板坯通过轧机进行6道次轧制至10mm。
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10mm的Al—Q235复合板。
实施例三
采用本方法制备铝-碳钢-铝双面复合板的过程包括：
1、钢板坯的加工及加热：基材选用304不锈钢制备，尺寸为20mm×800mm×6000mm。在对不锈钢板的上下表面进行机加工后，用酒精清洗使其表面洁净无油污，完成后将不锈钢板送至加热炉加热至1000℃。
2、铝板加工：覆材选用两卷厚度为6mm，宽度为800mm的纯铝板制备。将铝板卷开卷，再通过钢丝刷除去上下表面的氧化层，并用空气吹扫装置除去粉尘，保持板面的洁净。
3、叠合：通过导向辊将铝板叠放至高温不锈钢板的上下表面，并通过压紧辊进行压合。
4、轧制：将压合好的板坯通过轧机进行6道次轧制至6mm。
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450℃，退火后卷取即得6mm的Al—304—Al复合板。
【技术效果】
1、在本发明实施例中，第一金属板材的熔点低于第二金属板材的再结晶温度。先对第二金属板材进行加热，使第二金属板材的温度达到再结晶温度；再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，第一金属板材中与第二金属板材的接触面在热传递的作用下被加热，由于第一金属板材的熔点较低，因此其表面在一定的深度范围内处于熔化或半熔化状态；最后对叠合后的板材进行轧制得到所需的金属复合板。由于本发明实施例先对第二金属板材进行单独加热使第二金属板材的温度达到再结晶温度，再将室温的第一金属板材与高温的第二金属板材进行叠合，因而大大降低了第二金属板材的变形难度且不会产生强烈的加工硬化且加工硬化能通过后期的动态回复及动态再结晶进行消除，保证了金属复合板的加工性能。
2、由于本发明实施例只对第二金属板材进行加热，第一金属板材仅通过与第二金属板材的物理接触对界面处进行局部加热，而无需对第一金属板材进行直接加热，因此本发明实施例还节约了能源。
3、由于对轧制后的板材进行退火处理，因此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，进而进一步地提高了金属复合板的加工性能。
4、由于在对第二金属板材进行加热之前，还对第二金属板材进行切边和清洁处理，因此保证了板材的尺寸规整，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，更进一步地提高了金属复合板的加工性能。
5、由于在将加热后的第二金属板材与第一金属板材进行叠合之前，还对第一金属板材进行去氧化和清洁处理，进一步地保证了板材的界面处洁净无锈蚀油污，再进一步地提高了金属复合板的加工性能。
本发明实施例不需要添加任何专用设备、操作简单且节能。
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 (9)

1.一种用于金属复合板的制备方法，其特征在于，包括：
对第二金属板材进行加热，使所述第二金属板材的温度达到再结晶温度；
将加热后的所述第二金属板材与第一金属板材进行叠合；其中，所述第一金属板材的熔点低于所述第二金属板材的再结晶温度；
对叠合后的板材进行轧制，得到金属复合板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对第二金属板材进行加热的加热温度为850～1300℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将加热后的所述第二金属板材与第一金属板材进行叠合，具体包括：
将所述第一金属板材置于所述加热后的第二金属板材的表面，并对所述第一金属板材和所述第二金属板材进行压合。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对叠合后的板材进行轧制中，轧制首道次的压下率大于或者等于45％。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述对叠合后的板材进行轧制中，轧制道次为4-6次。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对叠合后的板材进行轧制之后，还包括：对所述轧制后的板材进行退火，得到所述金属复合板。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述对所述轧制后的板材进行退火中，退火温度为300～550℃。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述对第二金属板材进行加热之前，还包括：对所述第二金属板材进行切边和清洁处理。
9.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，在所述将加热后的所述第二金属板材与第一金属板材进行叠合之前，还包括：对所述第一金属板材进行去氧化和清洁处理。
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