CN110465548A - 一种新的复合薄带的轧制工艺 - Google Patents

Abstract

一种新的复合薄带的轧制工艺，属于轧制技术领域。一种新的复合薄带的轧制工艺包括将轧件进行轧制，轧件包括层叠布置的双层金属带和补厚垫板，双层金属带包括层叠布置的去除氧化层的第一金属带和去除氧化层的第二金属带，补厚垫板的厚度为第一金属带、第二金属带的厚度之和的5～200倍。在轧制复合薄带时，通过添加补厚垫板从而增加整个轧件的厚度，可以有效的克服轧机的最小可轧厚度对所生产的复合薄带的限制，从而实现利用二辊、四辊或其他多辊轧机实现厚度较小的异种金属薄带的复合。

Description

一种新的复合薄带的轧制工艺

技术领域

本申请涉及轧制技术领域，具体而言，涉及一种新的复合薄带的轧制工艺。

背景技术

传统的制备金属复合薄带的技术主要有轧制复合法，热喷涂法，电沉积法等。轧制复合法是指异种金属在轧机强大的轧制压力的作用下实现复合，但是由于金属薄带的特殊性能，在冷轧时，一般情况下需要对将要复合的异种金属薄带分别施加大的张力才能实现轧制复合，工艺复杂而且对设备的要求较高。同时，在普通轧机上轧制一定厚度的产品时，当薄带厚度减小至某一限度后，轧辊会产生弹性压扁而不可能再使产品变薄，即轧机存在一个最小可轧厚度值，限制了可生产复合薄带的厚度范围，故而，目前在二辊、四辊或其他多辊轧机上轧制金属复合薄带时存在很大困难。而热喷涂法和电沉积法等其他方法虽然也能够有效的实现多层金属带的复合，但是，工艺复杂，技术和设备要求较高，成本较高，不利于异种金属复合薄带的大规模批量生产。

发明内容

本申请提供了一种新的复合薄带的轧制工艺，能够通过二辊、四辊或其他多辊轧机轧制得到金属复合薄带，制得的复合薄带力学性能较好。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种新的复合薄带的轧制工艺，其内容包括将轧件进行轧制。

轧件包括层叠布置的双层金属带和补厚垫板。

双层金属带包括层叠布置的去除氧化层的第一金属带和去除氧化层的第二金属带。

补厚垫板的厚度为第一金属带、第二金属带的厚度之和的5～200倍。

在上述技术方案中，在轧制复合薄带时，通过增加补厚垫板从而增加整个轧件的厚度，可以有效克服轧机最小可轧厚度对产品的影响，同时，在轧制过程中得以施加大的压下率，从而实现利用二辊、四辊或其他多辊轧机实现厚度较小的异种金属薄带的复合。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述补厚垫板的材质包括普碳钢或硬质合金。

在上述示例中，补厚垫板一般选用变形抗力较大的材质制成。普碳钢、硬质合金均是变形抗力较大的材质。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述轧件通过以下方式得到：

将双层金属带贴覆在补厚垫板一侧并固定。

在上述示例中，将双层金属带贴覆在补厚垫板一侧并固定能够使轧件在轧制过程中各层之间保持相对稳定的位置关系，防止轧件在轧制过程中发生层与层之间的偏移导致压制效果不佳。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，上述轧件包括依次层叠布置的双层金属带、补厚垫板和双层金属带。

在上述示例中，通过在补厚垫板两个相对的面分别设置双层金属带，一方面能够提高轧制效率，每次轧制都能够得到两个复合薄带；另一方面增大了轧件的厚度，克服了轧机最小可轧厚度对产品的影响，利于异种金属薄带的复合。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的示例中，上述轧件通过以下方式得到：

将双层金属带、补厚垫板和双层金属带依次层叠布置并固定。

在上述示例中，将双层金属带、补厚垫板和双层金属带依次层叠布置并固定能够使轧件在轧制过程中各层之间保持相对稳定的位置关系，防止轧件在轧制过程中发生层与层之间的偏移导致压制效果不佳。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第五种可能的示例中，上述双层金属带和补厚垫板之间设置有隔离层。

在上述示例中，隔离层用于防止补厚垫板和双层金属带在轧制过程中结合，使补厚垫板和复合薄带在轧制后易分离。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第六种可能的示例中，上述轧制的方式包括冷轧和热轧。

在上述示例中，通过热轧和冷轧的方式都可制得复合薄带，只要保证在轧制过程中有足够的能量消耗在双层金属带的结合界面处，具体轧制方案应该根据材料而定，例如：铜\铝复合薄带可采用冷轧，铜\不锈钢复合薄带可采用冷轧，也可采用热轧。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第七种可能的示例中，进行热轧前需对轧件进行加热处理。

在上述示例中，加热并保温一定时间能够使双层金属带均匀的达到预定温度，使其在轧制后能够稳定完成界面结合。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第八种可能的示例中，上述第一金属带的材质包括铜、钛、不锈钢和铝中任意一种，第二金属带的材质包括铜、钛、不锈钢和铝中任意一种。

在上述示例中，通过分析和实验，发现铜、钛、不锈钢和铝与铜、钛、不锈钢和铝采用此制备工艺制得的复合薄带的力学性能较好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例一种轧件的结构示意图；

图2为本申请实施例另一种轧件的结构示意图；

图3为本申请实施例2制得的复合薄带的界面结合放大图；

图4为本申请实施例2制得的复合薄带的界面结合EDS线扫图；

图5为本申请实施例2制的复合薄带的实物图。

图标：10-轧件；100-双层金属带；200-补厚垫板。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下针对本申请实施例的一种新的复合薄带的轧制工艺进行具体说明：

本申请提供一种新的复合薄带的轧制工艺，其包括将轧件进行轧制。

请参阅图1，轧件10包括层叠布置的双层金属带100的和补厚垫板200。双层金属带100包括层叠布置的去除氧化层的第一金属带和去除氧化层的第二金属带。补厚垫板200的厚度为第一金属带、第二金属带的厚度之和的5～200倍。

有了补厚垫板之后，轧机以补厚垫板为底板进行轧制能够保证轧制得到复合薄带的均匀性以及平整性。

并且，通过增加补厚垫板从而增加整个轧件的厚度，可以有效的克服轧机最小可轧厚度对产品的限制，保证金属薄带在轧制过程中有相对较大的压下率，从而有足够大的能量消耗在将要结合的两种金属带的界面结合处，使轧制时双层金属带界面结合更加紧密，以实现利用二辊、四辊或其他多辊轧机实现厚度较小的异种金属薄带的复合。

需要说明的是，在选用补厚垫板的材质时，需要考虑补厚垫板材质的变形抗力、硬度、塑性、延展性，补厚垫板的变形抗力、硬度需求较高，塑性和延展性较差，使其在轧制时不易变形。

可选地，本申请中的补厚垫板的材质可以选用普碳钢或硬质合金，普碳钢包括Q235碳钢。

在制备轧件时，如果双层金属带之间的接触面具有氧化膜，这包括仅仅第一金属带的接触面具有氧化膜，或仅仅第二金属带的接触面具有氧化膜，或第一金属带和第二金属带的接触面均有氧化膜，需要打磨具有氧化膜的接触面。材料表面的氧化膜不利于两种金属之间的界面处的原子结合，打磨用于去除材料表面的氧化膜，从而使新鲜金属暴露于空气中，保证后续轧制时两种金属在界面结合处结合紧密。

并且，一般情况下，由于第一金属带和第二金属带较薄，在打磨时，为了保证第一金属带和第二金属带具有一定的厚度，使其在轧制时结合紧密，打磨时打磨深度不要太多，最好不超过原材料总厚度的十分之一。当然，前提是不要选择氧化膜较厚的金属带。

制得或获得去除氧化膜的第一金属带和第二金属带后，将第一金属带和第二金属带去除氧化膜的表面对扣叠放得到双层金属带，将双层金属带和补厚垫板叠放在一起并固定。

本申请并不限定双层金属带中哪一层与补厚垫板接触，只要保证补厚垫板和与其接触的金属层不会结合即可。补厚垫板不与金属层结合的情况包括下列两种情况：

第一种：补厚垫板的材质不易与其接触的金属层结合，从而使在轧制后容易使补厚垫板和复合薄带分离；

第二种：在补厚垫板和与双层金属带之间设置隔离层，隔离层用于防止补厚垫板和双层金属带在轧制过程中结合，使补厚垫板和复合薄带在轧制后易分离。在使用隔离层的情况下，并不需要考虑补厚垫板本身的材质是否会与双层金属带中第一金属带或第二金属带结合的问题。

可选地，隔离层包括但不限于润滑油脂、油性脱模剂、油性金属隔离剂。

将第一金属带和第二金属带去除氧化膜的表面对扣叠放后，采用胶黏剂将第一金属带和第二金属带的两端粘接得到双层金属带，使第一金属带和第二金属带先保持一个相对稳定的状态，第一金属带相对于第二金属带不会轻易发生相对运动，使其在轧制时第一金属带不会偏离于第二金属带。

可选地，本申请并不限定胶黏剂的种类，胶黏剂可以采用、耐高温玻璃胶、502粘接剂以及其他用于金属粘接的胶黏剂。

除了上述采用胶黏剂固定第一金属带和第二金属带的方法，还可采用铆接等方法使第一金属带相对于第二金属带固定。

将粘接好的双层金属带与补厚垫板叠放在一起得到轧件，必要的时候，在双层金属带与补厚垫板之间设置隔离层，采用金属细丝或其他方式将得到的轧件的两端进行绑定，绑定后的轧件中的双层金属带相对于补厚垫板固定，使其在轧制时双层金属带不会偏离于补厚垫板。

可选地，本申请并不限定将双层金属带与补厚垫板固定的方式，还可以采用直接叠放在一起而不固定等方式。

请参阅图2，除了上述的轧件10外，本申请还包括另一种轧件10，此轧件10能够经过一次轧制得到两个复合薄带，轧件10包括依次层叠布置的双层金属带100、补厚垫板200和双层金属带100。

此轧件的制备方法包括以下步骤：将粘接好的两个双层金属带分别与补厚垫板的两个相对的表面叠放在一起得到轧件，并且采用金属细丝等方式将得到的轧件的两端进行绑定。

轧制的方式包括冷轧和热轧。

可选地，轧制时轧制压下率为10～70％，轧制时轧制速率为0.05-1m/s。

通过控制轧制压下率及轧制速率等因素来控制轧制后的轧件厚度，并确保两层金属薄带的结合性，使得两种金属薄带在保持良好的界面结合的同时保持良好的抗拉强度。

冷轧即在常温状态下通过轧机轧制得到复合薄带。

热轧即在升高至一定温度下通过轧机轧制得到复合薄带。

轧机包括但不限于二辊、四辊或多辊轧机。

热轧一般在需要轧制的两种金属的熔点以下进行轧制，当温度升高时，金属的塑性变形能力变大，变形抗力减小，在轧制时，利于两种金属带界面结合处加工硬化层破裂和新鲜金属的结合，使两种金属带稳定结合并且制得力学性能较好的复合薄带。

热轧时需要先将轧件进行加热处理，一般情况下，为了防止双层金属带氧化，加热一般在真空环境中进行。

加热并保温一段时间有利于双层金属带中两种金属材料都能够均匀的达到预定温度，使其能够稳定完成界面结合。

轧制完的轧件置于常温环境中冷却，去除绑定用的金属细丝或其他绑定用材料，将双层金属带与垫板分离，得到复合薄带。

可选地，第一金属带的材质包括T2纯铜，第二金属带的材质包括304不锈钢。

将T2纯铜带和304不锈钢制备成复合薄带时，可以采用热轧的方式：将0.1～0.5mm的厚度的铜带与0.1～0.5mm的厚度的不锈钢带制备成双层金属层，并与补厚垫板固定得到轧件；将轧件置于100-450℃真空环境中进行保温，保温时间为10～15min；将保温后的轧件放入轧机中进行轧制，轧制完后冷却，并将复合薄带与补厚垫板分离。

可选地，第一金属带的材质包括T2纯铜，第二金属带的材质包括1060纯铝。

将T2纯铜和1060纯铝制备成复合薄带时，可以采用冷轧的方式：将0.1～0.5mm的厚度的铜带与0.1～0.5mm的厚度的铝带制备成双层金属层，并与补厚垫板固定得到轧件；将轧件放入轧机中进行轧制，轧制完后将复合薄带与补厚垫板分离。

以下结合实施例对本申请的复合薄带的制备工艺作进一步的详细描述。

实施例1

本申请实施例提供一种复合薄带的制备工艺，其包括：

1、制备轧件

将去除氧化层的厚度为0.3mm的T2铜带、去除氧化层的厚度为0.1mm的304不锈钢带以去除氧化层面相互接触的方式叠放在一起，使用耐高温玻璃胶将叠放在一起的双层金属带的两端粘接，再将两个粘接好的双层金属带分别贴覆在涂覆有油性隔离剂且厚度为3mm的Q235碳钢垫板两个相对的表面得到轧件，并且采用金属铁丝将得到的轧件的两端进行绑定；

2、加热

将得到的轧件在400℃真空环境中加热15min；

3、轧制

将完成加热的轧件迅速通过二辊轧机进行热轧，轧制时轧制总压下率为42％，轧制速率为0.1473m/s，辊缝为2.2mm左右，将轧制完的轧件冷却15min后，去除绑定用的铁丝，使补厚垫板与双层叠带分离，得到复合薄带。

实施例2

本申请实施例提供一种复合薄带的制备工艺，其包括：

1、制备轧件

将去除氧化层的厚度为0.3mm的T2铜带、去除氧化层的厚度为0.3mm的1060铝带以去除氧化层面相互接触的方式叠放在一起，使用502粘接剂将叠放在一起的双层金属带的两端粘接，再将粘接好的双层金属带贴覆在厚度为2mm的Q235碳钢垫板的表面得到轧件，并且采用金属铁丝将得到的轧件的两端进行绑定；

2、轧制

将轧件迅速通过二辊轧机进行冷轧，轧制时轧制总压下率为38.46％，轧制速率为0.15m/s，辊缝为1.6mm左右，将轧制完的轧件去除绑定用的铁丝，使补厚垫板与双层叠带分离，得到复合薄带。

试验例1

实施例1制得的复合薄带的界面结合放大图如图3所示，放大倍数为1000倍，界面结合线扫图如图4所示，图4的扫描位置为图3的Line Data2的点。

图3、图4和图5(其中1是铜，2是不锈钢)显示实施例1制得的复合薄带的不锈钢带和铜带的结合处结合良好。

试验例2

分别取实施例1和实施例2制得的复合薄带，采用HB5280-96的方法测定其抗拉强度，以及测量出复合薄带厚度，测定结果如表1所示：

表1实施例1和实施例2的复合薄带性能

	复合薄带厚度(mm)	抗拉强度(MPa)
			实施例1	0.24	460
实施例2	0.26	297

综上所述，本申请实施例的一种新的复合薄带的轧制工艺，通过在将要结合的两种不同类型的金属薄带下添加一层补厚垫板，突破了最小可轧厚度的限制。该方法简单可靠，可适用于不同类型的金属复合薄带的制备且可制备的产品厚度范围广，性能优良，可实现大规模批量生产；其次通过选用变形抗力较大的金属作为补厚垫板，可以保证金属带材在轧制过程中有相对较大的压下率，从而有足够大的能量消耗在将要结合的两种金属薄带的界面处，以实现异种金属薄带的复合，从而实现利用普通二辊、四辊轧机或其他多辊轧机轧制厚度较小的异种金属复合薄带。

以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述复合薄带的轧制工艺包括：将轧件进行轧制；

轧件包括层叠布置的双层金属带和补厚垫板；

所述双层金属带包括层叠布置的去除氧化层的第一金属带和去除氧化层的第二金属带；

所述补厚垫板的厚度为所述第一金属带、所述第二金属带的厚度之和的5～200倍。

2.根据权利要求1所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述补厚垫板的材质包括普碳钢或硬质合金。

3.根据权利要求1所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述轧件通过以下方式得到：

将所述双层金属带贴覆在所述补厚垫板一侧并固定。

4.根据权利要求1所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述轧件包括依次层叠布置的所述双层金属带、所述补厚垫板和所述双层金属带。

5.根据权利要求4所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述轧件通过以下方式得到：

将所述双层金属带、所述补厚垫板和所述双层金属带依次层叠布置并固定。

6.根据权利要求1或4所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述双层金属带和所述补厚垫板之间设置有隔离层。

7.根据权利要求1所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，轧制的方式包括冷轧和热轧。

8.根据权利要求7所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，进行所述热轧前需对所述轧件进行加热处理。

9.根据权利要求1所述的新的复合薄带的轧制工艺，其特征在于，所述第一金属带的材质包括铜、钛、不锈钢和铝中任意一种，所述第二金属带的材质包括铜、钛、不锈钢和铝中任意一种。