CN109177426B - 一种铝镁夹层复合板的热压复合方法 - Google Patents

一种铝镁夹层复合板的热压复合方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝镁夹层复合板的热压复合方法，包括以下步骤：分别对铝合金板和镁合金板进行表面处理，再按照芯层为所述镁合金板和夹层为所述铝合金板整齐层叠摆放，并置于热压装置内固定，进行包括室温预压和高温热压的热压复合，保压冷却；该热压复合方法实现等厚铝镁板的快速结合，获得具有优良力学性能的铝镁夹层复合板。

Description

一种铝镁夹层复合板的热压复合方法
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种铝镁夹层复合板的热压复合方法。
背景技术
随着铝镁合金力学性能大幅提升，逐渐替代传统结构钢材，在满足力学性能的同时大幅降低重量，实现节能减排和绿色环保的轻量化要求。铝镁复合板除具有铝镁自身的质量轻、性能好的特点外，还可以实现复合板优良力学性能。铝镁铝复合板的传统制备工艺包括爆炸焊、扩散焊和轧制工艺，其中：爆炸焊采用爆炸冲击波在高压作用下实现复合板界面结合，但由于爆炸的不可控和加工条件限制，导致复合板界面结合强度不均匀，难以实现自动化生产。扩散焊利用钎料实现界面结合，由于钎料熔点低，扩散效果不显著，导致界面结合强度不高。轧制工艺采用传统累积热轧，需要反复进行加热和轧制，制造周期较长。现有的热压制备工艺是在钎焊基础上发展起来，如在铝镁复合板界面间添加锌粉钎料或在铝镁合金板表面进行镀膜等方式进行热压结合，通过界面上粉末或涂层的融化和扩散实现复合板的连接，是一种间接的铝/镁/铝连接形式，实质是铝/粉末(镀层)/镁/粉末(镀层)/铝的结合形式，不仅增加生产成本，且扩大生产周期。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对现有技术的上述不足，提供一种铝镁夹层复合板的热压复合方法，直接采用铝/镁/铝连接形式，通过优化热压工艺和热压参数，实现铝镁合金界面间元素的热压扩散，提高界面结合强度，得到具有优良力学性能的铝/镁/铝层状复合板，节约生产成本，缩短生产周期。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
第一方面，上述铝镁夹层复合板的热压复合方法，包括以下步骤：
(1)分别对铝合金板和镁合金板进行表面处理；
(2)将步骤(1)处理后的板材按照芯层为所述镁合金板和夹层为所述铝合金板整齐层叠摆放，并置于热压装置内固定；
(3)将步骤(2)中固定后的板材进行热压复合，保压冷却，即得；其中，所述热压复合包括室温预压和高温热压。
优选地，所述铝合金板为厚度1-3mm的铝合金板；所述镁合金板为厚度1-3mm的镁合金板。
优选地，步骤(1)中所述表面处理包括打磨和/或无水乙醇清洗。
优选地，步骤(2)中所述固定的具体方法为：将所述层叠板材置于带有若干个加热电阻丝和热电偶的两块厚钢板之间，周围用石棉封填住；所述厚钢板外侧均放置有石棉板，且其中一块石棉板置于所述热压装置的压机压头，另一块石棉板置于所述热压装置的压机底座上。
优选地，步骤(3)中所述室温预压的压力为50-100MPa，时间为10-60s。
优选地，步骤(3)中所述高温热压的温度为300-500℃，压力为100-300MPa，时间为30-120s。
第二方面，通过上述热压复合方法得到的铝镁夹层复合板。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明突破传统铝镁复合技术瓶颈，实现等厚铝镁板的快速结合，获得具有优良力学性能的铝镁夹层复合板。
附图说明
图1为铝镁夹层复合板的热压示意图。
图2为铝镁夹层复合板的宏观形貌。
图3为铝镁夹层复合板的微观截面形貌。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实例分别选用厚度均为2mm的7075铝合金板和AZ31B镁合金板，先用砂纸对铝镁合金板表面进行打磨以去除氧化膜，用无水乙醇对板子表面进行清洗并吹干，以在热压过程增加铝镁板间的元素扩散和结合强度。
采用铝/镁/铝三层叠放顺序进行热压，总厚度为6mm，先将摆放好的复合板放入热压装置中，热压装置如图1所示，复合板放置在上下铁块之间，上下铁块中穿插着加热电阻丝和热电偶，用来将铁块和复合板加热到一定温度。上下铁块外侧防止石棉板，用以隔绝压力试验机的金属压头，防止热传递，装置周围用石棉封填，隔绝外部环境，防止加热过程中散热。
将复合板与热压装置好后，开始进行热压试样，首先对复合板在室温条件下进行预压，压强设定60MPa，压强保持恒定，30s后开始对复合板加热，当温度加热到400℃后，将压强增加到120MPa，保持30s后关闭加热装置冷却至室温，此时压力一直保持恒定，直至冷却到室温结束。
通过上述热压复合方法可以实现铝镁夹层复合板的热压结合，获得界面结合良好、力学性能优良的铝镁夹层复合板，宏观形貌如图2所示，微观截面形貌如图3所示。
在另一实例中，与上述实例的热压复合方法相同，不同之处在于选用厚度均为1mm的7075铝合金板和AZ31B镁合金板。
在另一实例中，与上述实例的热压复合方法相同，不同之处在于选用厚度均为3mm的7075铝合金板和AZ31B镁合金板。
在另一实例中，与上述实例的热压复合方法相同，不同之处在于热压复合时室温预压的压力为50MPa，时间为10s。
在另一实例中，与上述实例的热压复合方法相同，不同之处在于热压复合时室温预压的压力为100MPa，时间为60s。
在另一实例中，与上述实例的热压复合方法相同，不同之处在于热压复合时高温热压的温度为300℃，压力为100MPa，时间为30s。
在另一实例中，与上述实例的热压复合方法相同，不同之处在于热压复合时高温热压的温度为500℃，压力为300MPa，时间为120s。
以上所述内容，仅是本发明的较佳实验实例结果而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明权利要求书所限定技术方案的范围内。

Claims (2)

1.铝镁夹层复合板的热压复合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别对厚度均在1-3mm范围内且等厚度的铝合金板和镁合金板进行表面处理；
(2)将步骤(1)处理后的板材以所述镁合金板为芯层和所述铝合金板为夹层整齐层叠摆放，并置于热压装置内固定，所述固定方法为：
将上述层叠后的板材置于带有若干个加热电阻丝和热电偶的两块厚钢板之间，周围用石棉封填住；所述厚钢板外侧均放置有石棉板，且一侧的石棉板置于所述热压装置的压机压头，另一侧的石棉板置于所述热压装置的压机底座上；
(3)将步骤(2)中固定后的板材进行包括50-100MPa室温预压10-60s和100-300MPa和300-500℃高温热压30-120s的热压复合，保压冷却得到。
2.根据权利要求1所述铝镁夹层复合板的热压复合方法，其特征在于，步骤(1)中所述表面处理包括打磨和/或无水乙醇清洗。
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