CN111590277A - 一种镁钛复合材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁钛复合材料的制备方法，该方法包括：一、投料得到镁基板材和钛基板材；二、镁基板材经表面处理得到镁基板并密封；三、钛基板材经表面处理得到钛基板并卡固安装卡槽板；四、将缓冲垫水平铺设在地基上，然后依次放置去除密封的镁基板、V形支撑间隙和卡固安装有卡槽板的钛基板形成镁钛复合材料中间体；五、在镁钛复合材料中间体上铺设炸药进行爆炸焊接复合，得到镁钛复合材料半成品；六、切除得到镁钛复合材料。本发明通过将卡槽板沿着钛基板的四周边部卡固安装，将“边界效应”引到边缘的卡槽板上，避免了钛基板的撕裂及相邻的钛基板与镁基板复合区被拉开，保证了镁钛复合材料边部的质量，提高了镁基板与钛基板之间的结合强度。

Description

一种镁钛复合材料的制备方法

技术领域

本发明属于镁基复合材料制备技术领域，具体涉及一种镁钛复合材料的制备方法。

背景技术

镁及镁合金质量轻，其比重为1.73g/cm³，仅为钛的三分之一，钢材的四分之一，铝合金的三分二左右。相较于一般常用的金属，镁合金具有优良的比刚性、比强度、切削性、制振性、导热性以及可回收性等诸多优点，此外还有防电磁波的特性，因此近年来此被广泛地应用在电子、航天、航空等领域中。但是镁合金的化学活泼性高，自腐蚀电位低，在大气中极易被氧化，氧化后表面形成疏松的氧化物，这种疏松的氧化物不但无法保护基体，反而会加速基体镁合金的腐蚀，因此镁合金的耐蚀性很差。镁合金耐蚀性差大大限制了其应用范围，因此必须找到合适的方法提高镁合金的耐蚀性。钛的密度小，强度大，硬度大，熔点高，特别是具有极高的耐蚀性，因此将钛与镁合金连接起来，制备出质量轻，耐蚀性好的复合材料，是提高镁合金耐蚀性的一种有效途径。

爆炸焊接是一种传统加工技术，该技术在不改变材料原有特性的前提下，实现了两种材料面与面之间的结合。但是镁合金活性高，采用传统爆炸焊接方法很难将镁与钛两种材料复合在一起。镁基板材表面处理后极易被氧化，在镁基板材表面形成多孔氧化膜，阻碍镁基板与钛基板的结合；而爆炸焊接过程中钛基板撞击镁基板产生的高能射流极易烧蚀镁板的待复合面，导致两种材料无法结合，同时，设置在镁基板与钛基板之间的支撑间隙对爆炸焊接产生的高能射流起到阻碍作用。因此，将镁基板与钛基板同尺寸投料后叠放进行爆炸焊接复合过程中，当爆炸焊接即将结束时，由于钛基板边界处炸药的爆轰突然结束，钛基板边界区域的下落速度不同，存在高速段和低速段，从而引起巨大的应力和应变，容易导致钛基板撕裂或者相邻的钛基板与镁基板复合区拉开，影响复合材料的边部质量，该现象称为“边部效应”。传统生产工艺采用加长加宽钛板，将边部效应引出基板外，保证边部结合质量，这种方式成本高，且钛板不易断裂，容易引起复合材边部分层等质量问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种镁钛复合材料的制备方法。该方法通过将卡槽板沿着钛基板的四周边部卡固安装，同时将雷管设置在钛基板长边中部的炸药中，将“边界效应”引到边缘的卡槽板上，避免了钛基板的撕裂及相邻的钛基板与镁基板复合区被拉开，保证了镁钛复合材料边部的质量，提高了镁基板与钛基板之间的结合强度，满足了后续应用需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将镁基板原料和钛基板原料投料，得到镁基板材和钛基板材；所述镁基板材和钛基板材的长度和宽度均相等；

步骤二、对步骤一中得到的镁基板材进行表面处理，得到镁基板，然后用PVC薄膜密封镁基板的待复合面且密封间隙无气泡；所述表面处理的具体过程为：首先选定镁基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra≤1.2μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致，然后采用乙醇或丙酮清洗并用风筒吹干，得到镁基板；

步骤三、对步骤一中得到的钛基板材进行表面处理，得到钛基板，然后将卡槽板沿着钛基板的四周边部卡固安装；所述表面处理的具体过程为：选定钛基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra≤1.2μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致且与步骤二中的打磨抛光的痕迹相同，得到钛基板；

步骤四、将缓冲垫水平铺设在地基上，然后将步骤二中得到的镁基板的待复合面上密封的PVC薄膜去除后水平铺设在缓冲垫上，且镁基板的待复合面向上，再在镁基板的待复合面上放置V形支撑间隙，将步骤三中卡固安装有卡槽板的钛基板水平铺设在V形支撑间隙上，并使钛基板的待复合面与V形支撑间隙接触，形成镁钛复合材料中间体；所述镁钛复合材料中间体中镁基板与钛基板的长、宽方向相同；

所述V形支撑间隙的材质为钛，V形支撑间隙由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板组成，所述支撑板的长度为5mm～8mm，宽度为2mm～6mm，厚度为0.1mm～0.2mm，所述V形支撑间隙的开口角度为60°～70°；

步骤五、将炸药铺设在步骤四中得到的镁钛复合材料中间体的钛基板的上表面并覆盖卡槽板与钛基板的接触面，然后将雷管插入钛基板长边中部的炸药中，再通过触发雷管引爆炸药进行爆炸焊接复合，使得镁基板的待复合面与钛基板的待复合面复合，得到镁钛复合材料半成品；

步骤六、将步骤五中得到的镁钛复合材料半成品中长边方向上的雷管区进行切除，得到镁钛复合材料；所述镁钛复合材料的尺寸为(3mm～22mm)×(100mm～1000mm)×(100mm～2000mm)(厚度×宽度×长度)，镁钛复合材料的剪切强度τ_b≥60MPa。

本发明的组配过程中将卡槽板沿着钛基板的四周边部卡固安装，同时将雷管设置在钛基板长边中部的炸药中，然后触发雷管引爆炸药，在炸药爆轰作用下实现镁基板与钛基板的爆炸焊接，炸药爆轰一直到卡槽板的边缘处才突然结束，钛基板下落速度不同引起的巨大的应力应变作用在卡槽板上引发卡槽板断裂，从而将应力应变作用卸载，避免了对镁基板与钛基板边缘的影响，即将“边界效应”引到边缘的卡槽板上，避免了钛基板的撕裂及相邻的钛基板与镁基板复合区被拉开，保证了镁钛复合材料边部的质量，提高了镁基板与钛基板之间的结合强度，满足了后续应用需求。

同时，本发明预先对镁基板材和钛基板材进行表面处理，得到镁基板和钛基板，并控制两种板材表面处理中沿宽度方向打磨抛光的痕迹均匀一致且相同，保证了两种板材待复合面的均匀一致，并将雷管设置在钛基板长边中部的炸药中，有利于爆炸焊接过程中钛基板撞击镁基板产生的高能射流顺利从待复合面中排出，避免了交错的打磨抛光痕迹阻碍高能射流排出、进而烧蚀镁基板的待复合面并阻碍镁基板与钛基板的结合，进一步保证了镁基板与钛基板的顺利结合，提高了镁基板与钛基板之间的结合强度。另外，本发明在用PVC薄膜密封镁基板的待复合面且密封间隙无气泡，直至爆炸焊接的组配过程才将密封的PVC薄膜去除，避免了表面处理后得到的镁基板被氧化形成多孔氧化膜，阻碍镁基板与钛基板的结合，为镁基板与钛基板的顺利结合奠定基础。

本发明在镁基板与钛基板之间设置特定尺寸和开口角度的V形支撑间隙，实现了对钛基板的有效支撑，保证了爆炸焊接过程中钛基板有足够的加速空间以撞击镁基板并结合；同时，由于爆炸焊接过程中除了靠近镁基板边缘的支撑间隙，其它位置的支撑间隙无法排出，而是被压碎在钛基板与镁基板的复合面上形成结合强度较低的影响区，本发明采用的V形支撑间隙有利于高能射流的排出，且对复合面影响较小，避免了复合面产生不结合的缺陷，而爆炸焊接过程中靠近镁基板边缘的支撑间隙随着高能射流排出，保证了镁基板与钛基板之间的结合质量。

上述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述镁基板的材质为牌号AZ31B、AZ40M、AZ41、MB2或MB8的镁合金，所述镁基板的厚度为2mm～20mm。本发明的制备方法可适用于多种材质和厚度范围较大的镁基板，使用范围广，实用价值大。

上述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述钛基板的材质为符合GB/T 3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》的牌号为TA1、TA2、TA3或TA4的工业纯钛、或牌号为TA9、TA10或TC4的钛合金，或者为符合ASME SB265-2017《钛及钛合金带材、薄板和板材规范标准》的牌号为Gr1的纯钛、或牌号为Gr2、Gr5或Gr7的钛合金，所述钛基板的厚度为1mm～2mm。本发明的制备方法可适用于多种材质钛基板，使用范围广，实用价值大。

上述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述卡槽板包括平板和槽板，所述平板和槽板通过连杆固定连接且形成U形凹槽；所述平板的长度为1000mm，宽度为20mm～25mm，厚度为0.5mm～1mm，所述连杆的高度为1mm～2mm，所述槽板的宽度为8mm～10mm，且槽板与平板沿长度方向齐平。该卡槽板结构和尺寸保证了将“边界效应”完全引出钛基板，同时留有断裂卸载的空间，连杆的高度保证了卡槽板牢固卡固在钛基板的四周边部，便于钛基板的铺设，而槽板的宽度有助于卡槽板稳稳地卡固在钛基板的边部。

上述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述卡槽板的材质为塑料。由于本发明的爆炸焊接过程中，“边界效应”被引出作用到卡槽板上并引发卡槽板断裂，优选采用塑料材质的卡槽板既能起到引出“边界效应”的目的，又避免了强度过大损伤镁板，降低了卡槽板成本，经济且实用。

上述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述V形支撑间隙在镁基板的待复合面上的放置位置为：在镁基板的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处50mm～200mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙之间的距离均为100mm～400mm，V形支撑间隙的顶端尖角均指向雷管区。该优选的放置位置有利于爆炸焊接过程中靠近镁基板边缘的V形支撑间隙随着高能射流排出，保证了镁基板与钛基板之间的结合质量，而其余部位的V形支撑间隙的开口方向与高能射流排出方向一致，更利于高能射流排出，进一步降低V形支撑间隙对复合面的影响。

上述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述缓冲垫为厚度1mm～2mm的橡胶垫或胶合板。该优选的缓冲垫有效减缓了镁基板收到的爆炸冲击，避免了镁基板的开裂。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过将卡槽板沿着钛基板的四周边部卡固安装，同时将雷管设置在钛基板长边中部的炸药中，将“边界效应”引到边缘的卡槽板上，避免了钛基板的撕裂及相邻的钛基板与镁基板复合区被拉开，保证了镁钛复合材料边部的质量，提高了镁基板与钛基板之间的结合强度，满足了后续应用需求。

2、本发明通过控制镁基板材和钛基板材沿宽度方向打磨抛光的痕迹均匀一致且相同，保证了射流方向与抛光方向近似一致，有利于于爆炸焊接过程中高能射流的顺利排出，避免了射流受阻对镁合金的氧化或烧蚀，进一步提高了镁钛复合材料的结合质量。

3、本发明采用PVC薄膜密封镁基板的待复合面，避免了表面处理后得到的镁基板被氧化形成多孔氧化膜，阻碍镁基板与钛基板的结合，为镁基板与钛基板的顺利结合奠定基础。

4、本发明在镁基板与钛基板之间设置特定尺寸和开口角度的V形支撑间隙，保证了钛基板与镁基板的有效结合，同时减小了对复合面的影响，避免了复合面产生不结合的缺陷，从而提高了镁基板与钛基板之间的结合质量。

5、本发明的卡槽板结构简单，可由模具一次成型制得，并可根据钛基板的四周边部尺寸进行拼接或裁剪，方便高效，与传统加宽加长钛基板引出“边界效应”相比，原料成本大大降低。

6、本发明的V形支撑间隙在镁基板的待复合面上的放置位置，有利于高能射流的排出，进一步降低V形支撑间隙对复合面的影响。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明镁钛复合材料的爆炸焊接复合的组配示意图。

图2a为本发明的卡槽板的结构示意图。

图2b为本发明的卡槽板中平板的结构示意图。

图3a为本发明的V形支撑间隙的结构示意图。

图3b为本发明的V形支撑间隙中支撑板的结构示意图。

图4为本发明的V形支撑间隙在镁基板的待复合面上的放置位置图。附图标记说明:

1—雷管； 2—炸药； 3—卡槽板；

3-1—平板； 3-2—连杆； 3-3—槽板；

4—钛基板； 5—V形支撑间隙； 5-1—支撑板；

6—镁基板； 7—缓冲垫； 8—地基。

具体实施方式

如图1所示，本发明镁钛复合材料的爆炸焊接复合的组配过程为：将缓冲垫7水平铺设在地基8上，然后将镁基板6水平铺设在缓冲垫7上，且镁基板6的待复合面向上，再在镁基板6的待复合面上放置V形支撑间隙5，将卡固有卡槽板3的钛基板4水平铺设在V形支撑间隙5上，然后将炸药2铺设在钛基板4的上表面并覆盖卡槽板3与钛基板4的接触面，再将雷管1插入钛基板长边中部的炸药中。

如图2a和图2b所示，本发明的卡槽板3包括平板3-1和槽板3-3，所述平板和槽板通过连杆3-2固定连接，形成U形凹槽；所述平板3-1的长度为1000mm，宽度为20mm～25mm，厚度为0.5mm～1mm，所述连杆3-2的高度为1mm～2mm，所述槽板3-3的宽度为8mm～10mm，且槽板与平板沿长度方向齐平。

如图3a和图3b所示，本发明的V形支撑间隙5由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板5-1组成，所述支撑板5-1的长度为5mm～8mm，宽度为2mm～6mm，厚度为0.1mm～0.2mm，所述V形支撑间隙5的开口角度为60°～70°。

如图4所示，本发明V形支撑间隙在镁基板的待复合面上的放置位置为：在镁基板的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处(即图4中黑圆点)50mm～200mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙之间的距离均为100mm～400mm，V形支撑间隙的顶端尖角均指向雷管区。

实施例1

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将镁基板原料和钛基板原料投料，得到镁基板材和钛基板材；所述镁基板材和钛基板材的长度和宽度均相等；所述镁基板材的尺寸为2mm×110mm×110mm(厚度×宽度×长度)，牌号为AZ31D；所述钛基板材的尺寸为1mm×110mm×110mm(厚度×宽度×长度)，牌号为TC4；

步骤二、对步骤一中得到的镁基板材进行表面处理，得到镁基板6，然后用PVC薄膜密封镁基板6的待复合面且密封间隙无气泡；所述表面处理的具体过程为：首先选定镁基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.0μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致，然后采用乙醇清洗并用风筒吹干，得到镁基板6；

步骤三、对步骤一中得到的钛基板材进行表面处理，得到钛基板4，然后将卡槽板3沿着钛基板4的四周边部卡固安装；所述表面处理的具体过程为：选定钛基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.0μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致且与步骤二中的打磨抛光的痕迹相同，得到钛基板4；

所述卡槽板3包括平板3-1和槽板3-3，所述平板3-1和槽板3-3通过连杆3-2固定连接且形成U形凹槽；所述平板3-1的长度为1000mm，宽度为20mm，厚度为0.5mm，所述连杆3-2的高度为1mm，所述槽板3-3的宽度为8mm，且槽板3-3与平板3-1沿长度方向齐平；所述卡槽板3的材质为塑料；

步骤四、将缓冲垫7水平铺设在地基8上，然后将步骤二中得到的镁基板6的待复合面上密封的PVC薄膜去除后水平铺设在缓冲垫7上，且镁基板6的待复合面向上，再在镁基板6的待复合面上放置V形支撑间隙5，将步骤三中卡固安装有卡槽板3的钛基板4水平铺设在V形支撑间隙5上，并使钛基板4的待复合面与V形支撑间隙5接触，形成镁钛复合材料中间体；所述镁钛复合材料中间体中镁基板6与钛基板4的长、宽方向相同；

所述V形支撑间隙5的材质为钛，V形支撑间隙5由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板5-1组成，所述支撑板5-1的长度为5mm，宽度为2mm，厚度为0.1mm，所述V形支撑间隙5的开口角度为60°；

所述V形支撑间隙5在镁基板6的待复合面上的放置位置为：在镁基板6的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处50mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙5，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙5之间的距离均为100mm，V形支撑间隙5的顶端尖角均指向雷管区；

所述缓冲垫7为厚度1mm的胶合板；

步骤五、将炸药2铺设在步骤四中得到的镁钛复合材料中间体的钛基板4的上表面并覆盖卡槽板3与钛基板4的接触面，然后将雷管1插入钛基板4长边中部的炸药2中，再通过触发雷管1引爆炸药2进行爆炸焊接复合，使得镁基板6的待复合面与钛基板4的待复合面复合，得到镁钛复合材料半成品；

步骤六、将步骤五中得到的镁钛复合材料半成品中长边方向上的雷管区进行切除，得到镁钛复合材料；所述镁钛复合材料的尺寸为3mm×100mm×100mm(厚度×宽度×长度)，镁钛复合材料的剪切强度τ_b＝60MPa。

本实施例中的镁基板材的材质还可为牌号AZ31B、AZ40M、AZ41、MB2或MB8的镁合金。

本实施例中的钛基板材的材质还可为符合GB/T 3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》的牌号为TA1、TA2、TA3或TA4的工业纯钛、或牌号为TA9或TA10的钛合金，或者为符合ASME SB265-2017《钛及钛合金带材、薄板和板材规范标准》的牌号为Gr1的纯钛、或牌号为Gr2、Gr5或Gr7的钛合金。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将镁基板原料和钛基板原料投料，得到镁基板材和钛基板材；所述镁基板材和钛基板材的长度和宽度均相等；所述镁基板材的尺寸为20mm×1020mm×2020mm(厚度×宽度×长度)，牌号为AZ40M；所述钛基板材的尺寸为2mm×1020mm×2020mm(厚度×宽度×长度)，牌号为TA1；

步骤二、对步骤一中得到的镁基板材进行表面处理，得到镁基板6，然后用PVC薄膜密封镁基板6的待复合面且密封间隙无气泡；所述表面处理的具体过程为：首先选定镁基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.2μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致，然后采用丙酮清洗并用风筒吹干，得到镁基板6；

步骤三、对步骤一中得到的钛基板材进行表面处理，得到钛基板4，然后将卡槽板3沿着钛基板4的四周边部卡固安装；所述表面处理的具体过程为：选定钛基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.2μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致且与步骤二中的打磨抛光的痕迹相同，得到钛基板4；

所述卡槽板3包括平板3-1和槽板3-3，所述平板3-1和槽板3-3通过连杆3-2固定连接且形成U形凹槽；所述平板3-1的长度为1000mm，宽度为25mm，厚度为1mm，所述连杆3-2的高度为2mm，所述槽板3-3的宽度为10mm，且槽板3-3与平板3-1沿长度方向齐平；所述卡槽板3的材质为塑料；

步骤四、将缓冲垫7水平铺设在地基8上，然后将步骤二中得到的镁基板6的待复合面上密封的PVC薄膜去除后水平铺设在缓冲垫7上，且镁基板6的待复合面向上，再在镁基板6的待复合面上放置V形支撑间隙5，将步骤三中卡固安装有卡槽板3的钛基板4水平铺设在V形支撑间隙5上，并使钛基板4的待复合面与V形支撑间隙5接触，形成镁钛复合材料中间体；所述镁钛复合材料中间体中镁基板6与钛基板4的长、宽方向相同；

所述V形支撑间隙5的材质为钛，V形支撑间隙5由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板5-1组成，所述支撑板5-1的长度为8mm，宽度为6mm，厚度为0.2mm，所述V形支撑间隙5的开口角度为70°；

所述V形支撑间隙5在镁基板6的待复合面上的放置位置为：在镁基板6的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处200mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙5，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙5之间的距离均为400mm，V形支撑间隙5的顶端尖角均指向雷管区；

所述缓冲垫7为厚度2mm的橡胶垫；

步骤五、将炸药2铺设在步骤四中得到的镁钛复合材料中间体的钛基板4的上表面并覆盖卡槽板3与钛基板4的接触面，然后将雷管1插入钛基板4长边中部的炸药2中，再通过触发雷管1引爆炸药2进行爆炸焊接复合，使得镁基板6的待复合面与钛基板4的待复合面复合，得到镁钛复合材料半成品；

步骤六、将步骤五中得到的镁钛复合材料半成品中长边方向上的雷管区进行切除，得到镁钛复合材料；所述镁钛复合材料的尺寸为22mm×1000mm×2000mm(厚度×宽度×长度)，镁钛复合材料的剪切强度τ_b＝102MPa。

本实施例中的镁基板材的材质还可为牌号AZ31B、AZ41、MB2或MB8的镁合金。

本实施例中的钛基板材的材质还可为符合GB/T 3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》的牌号为TA2、TA3或TA4的工业纯钛、或牌号为TA9、TA10或TC4的钛合金，或者为符合ASME SB265-2017《钛及钛合金带材、薄板和板材规范标准》的牌号为Gr1的纯钛、或牌号为Gr2、Gr5或Gr7的钛合金。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将镁基板原料和钛基板原料投料，得到镁基板材和钛基板材；所述镁基板材和钛基板材的长度和宽度均相等；所述镁基板材的尺寸为15mm×520mm×1020mm(厚度×宽度×长度)，牌号为AZ41；所述钛基板材的尺寸为1.5mm×520mm×1020mm(厚度×宽度×长度)，牌号为Gr1；

步骤二、对步骤一中得到的镁基板材进行表面处理，得到镁基板6，然后用PVC薄膜密封镁基板6的待复合面且密封间隙无气泡；所述表面处理的具体过程为：首先选定镁基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.0μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致，然后采用乙醇清洗并用风筒吹干，得到镁基板6；

步骤三、对步骤一中得到的钛基板材进行表面处理，得到钛基板4，然后将卡槽板3沿着钛基板4的四周边部卡固安装；所述表面处理的具体过程为：选定钛基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.0μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致且与步骤二中的打磨抛光的痕迹相同，得到钛基板4；

所述卡槽板3包括平板3-1和槽板3-3，所述平板3-1和槽板3-3通过连杆3-2固定连接且形成U形凹槽；所述平板3-1的长度为1000mm，宽度为22mm，厚度为0.5mm，所述连杆3-2的高度为1.5mm，所述槽板3-3的宽度为9mm，且槽板3-3与平板3-1沿长度方向齐平；所述卡槽板3的材质为塑料；

步骤四、将缓冲垫7水平铺设在地基8上，然后将步骤二中得到的镁基板6的待复合面上密封的PVC薄膜去除后水平铺设在缓冲垫7上，且镁基板6的待复合面向上，再在镁基板6的待复合面上放置V形支撑间隙5，将步骤三中卡固安装有卡槽板3的钛基板4水平铺设在V形支撑间隙5上，并使钛基板4的待复合面与V形支撑间隙5接触，形成镁钛复合材料中间体；所述镁钛复合材料中间体中镁基板6与钛基板4的长、宽方向相同；

所述V形支撑间隙5的材质为钛，V形支撑间隙5由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板5-1组成，所述支撑板5-1的长度为6mm，宽度为4mm，厚度为0.2mm，所述V形支撑间隙5的开口角度为65°；

所述V形支撑间隙5在镁基板6的待复合面上的放置位置为：在镁基板6的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处100mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙5，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙5之间的距离均为300mm，V形支撑间隙5的顶端尖角均指向雷管区；

所述缓冲垫7为厚度2mm的胶合板；

步骤五、将炸药2铺设在步骤四中得到的镁钛复合材料中间体的钛基板4的上表面并覆盖卡槽板3与钛基板4的接触面，然后将雷管1插入钛基板4长边中部的炸药2中，再通过触发雷管1引爆炸药2进行爆炸焊接复合，使得镁基板6的待复合面与钛基板4的待复合面复合，得到镁钛复合材料半成品；

步骤六、将步骤五中得到的镁钛复合材料半成品中长边方向上的雷管区进行切除，得到镁钛复合材料；所述镁钛复合材料的尺寸为16.5mm×500mm×1000mm(厚度×宽度×长度)，镁钛复合材料的剪切强度τ_b＝81MPa。

本实施例中的镁基板材的材质还可为牌号AZ31B、AZ40M、MB2或MB8的镁合金。

本实施例中的钛基板材的材质还可为符合GB/T 3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》的牌号为TA1、TA2、TA3或TA4的工业纯钛、或牌号为TA9、TA10或TC4的钛合金，或者为符合ASME SB265-2017《钛及钛合金带材、薄板和板材规范标准》的牌号为Gr2、Gr5或Gr7的钛合金。

实施例4

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将镁基板原料和钛基板原料投料，得到镁基板材和钛基板材；所述镁基板材和钛基板材的长度和宽度均相等；所述镁基板材的尺寸为20mm×1020mm×1020mm(厚度×宽度×长度)，牌号为MB2；所述钛基板材的尺寸为1.5mm×1020mm×1020mm(厚度×宽度×长度)，牌号为Gr2；

步骤二、对步骤一中得到的镁基板材进行表面处理，得到镁基板6，然后用PVC薄膜密封镁基板6的待复合面且密封间隙无气泡；所述表面处理的具体过程为：首先选定镁基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.0μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致，然后采用乙醇清洗并用风筒吹干，得到镁基板6；

步骤三、对步骤一中得到的钛基板材进行表面处理，得到钛基板4，然后将卡槽板3沿着钛基板4的四周边部卡固安装；所述表面处理的具体过程为：选定钛基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra＝1.0μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致且与步骤二中的打磨抛光的痕迹相同，得到钛基板4；

所述卡槽板3包括平板3-1和槽板3-3，所述平板3-1和槽板3-3通过连杆3-2固定连接且形成U形凹槽；所述平板3-1的长度为1000mm，宽度为22mm，厚度为0.6mm，所述连杆3-2的高度为1.5mm，所述槽板3-3的宽度为9mm，且槽板3-3与平板3-1沿长度方向齐平；所述卡槽板3的材质为塑料；

步骤四、将缓冲垫7水平铺设在地基8上，然后将步骤二中得到的镁基板6的待复合面上密封的PVC薄膜去除后水平铺设在缓冲垫7上，且镁基板6的待复合面向上，再在镁基板6的待复合面上放置V形支撑间隙5，将步骤三中卡固安装有卡槽板3的钛基板4水平铺设在V形支撑间隙5上，并使钛基板4的待复合面与V形支撑间隙5接触，形成镁钛复合材料中间体；所述镁钛复合材料中间体中镁基板6与钛基板4的长、宽方向相同；

所述V形支撑间隙5的材质为钛，V形支撑间隙5由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板5-1组成，所述支撑板5-1的长度为6mm，宽度为4mm，厚度为0.18mm，所述V形支撑间隙5的开口角度为65°；

所述V形支撑间隙5在镁基板6的待复合面上的放置位置为：在镁基板6的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处100mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙5，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙5之间的距离均为300mm，V形支撑间隙5的顶端尖角均指向雷管区；

所述缓冲垫7为厚度1.8mm的橡胶垫；

步骤五、将炸药2铺设在步骤四中得到的镁钛复合材料中间体的钛基板4的上表面并覆盖卡槽板3与钛基板4的接触面，然后将雷管1插入钛基板4长边中部的炸药2中，再通过触发雷管1引爆炸药2进行爆炸焊接复合，使得镁基板6的待复合面与钛基板4的待复合面复合，得到镁钛复合材料半成品；

步骤六、将步骤五中得到的镁钛复合材料半成品中长边方向上的雷管区进行切除，得到镁钛复合材料；所述镁钛复合材料的尺寸为21.5mm×1000mm×1000mm(厚度×宽度×长度)，镁钛复合材料的剪切强度τ_b＝94MPa。

本实施例中的镁基板材的材质还可为牌号AZ31B、AZ40M、AZ41或MB8的镁合金。

本实施例中的钛基板材的材质还可为符合GB/T 3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》的牌号为TA1、TA2、TA3或TA4的工业纯钛、或牌号为TA9、TA10或TC4的钛合金，或者为符合ASME SB265-2017《钛及钛合金带材、薄板和板材规范标准》的牌号为Gr1的纯钛、或牌号为Gr5或Gr7的钛合金。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将镁基板原料和钛基板原料投料，得到镁基板材和钛基板材；所述镁基板材和钛基板材的长度和宽度均相等；

步骤二、对步骤一中得到的镁基板材进行表面处理，得到镁基板(6)，然后用PVC薄膜密封镁基板(6)的待复合面且密封间隙无气泡；所述表面处理的具体过程为：首先选定镁基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra≤1.2μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致，然后采用乙醇或丙酮清洗并用风筒吹干，得到镁基板(6)；

步骤三、对步骤一中得到的钛基板材进行表面处理，得到钛基板(4)，然后将卡槽板(3)沿着钛基板(4)的四周边部卡固安装；所述表面处理的具体过程为：选定钛基板材沿长、宽方向平铺的上表面作为待复合面，采用百叶轮沿着待复合面的宽度方向进行打磨抛光至其表面粗糙度Ra≤1.2μm，并保证打磨抛光的痕迹均匀一致且与步骤二中的打磨抛光的痕迹相同，得到钛基板(4)；

步骤四、将缓冲垫(7)水平铺设在地基(8)上，然后将步骤二中得到的镁基板(6)的待复合面上密封的PVC薄膜去除后水平铺设在缓冲垫(7)上，且镁基板(6)的待复合面向上，再在镁基板(6)的待复合面上放置V形支撑间隙(5)，将步骤三中卡固安装有卡槽板(3)的钛基板(4)水平铺设在V形支撑间隙(5)上，并使钛基板(4)的待复合面与V形支撑间隙(5)接触，形成镁钛复合材料中间体；所述镁钛复合材料中间体中镁基板(6)与钛基板(4)的长、宽方向相同；

所述V形支撑间隙(5)的材质为钛，V形支撑间隙(5)由钛薄片从中间折叠形成的两个相同的支撑板(5-1)组成，所述支撑板(5-1)的长度为5mm～8mm，宽度为2mm～6mm，厚度为0.1mm～0.2mm，所述V形支撑间隙(5)的开口角度为60°～70°；

步骤五、将炸药(2)铺设在步骤四中得到的镁钛复合材料中间体的钛基板(4)的上表面并覆盖卡槽板(3)与钛基板(4)的接触面，然后将雷管(1)插入钛基板(4)长边中部的炸药(2)中，再通过触发雷管(1)引爆炸药(2)进行爆炸焊接复合，使得镁基板(6)的待复合面与钛基板(4)的待复合面复合，得到镁钛复合材料半成品；

步骤六、将步骤五中得到的镁钛复合材料半成品中长边方向上的雷管区进行切除，得到镁钛复合材料；所述镁钛复合材料的尺寸为(3mm～22mm)×(100mm～1000mm)×(100mm～2000mm)(厚度×宽度×长度)，镁钛复合材料的剪切强度τ_b≥60MPa。

2.根据权利要求1所述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述镁基板(6)的材质为牌号AZ31B、AZ40M、AZ41、MB2或MB8的镁合金，所述镁基板(6)的厚度为2mm～20mm。

3.根据权利要求1所述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述钛基板(4)的材质为符合GB/T 3620.1-2016《钛及钛合金牌号和化学成分》的牌号为TA1、TA2、TA3或TA4的工业纯钛、或牌号为TA9、TA10或TC4的钛合金，或者为符合ASME SB265-2017《钛及钛合金带材、薄板和板材规范标准》的牌号为Gr1的纯钛、或牌号为Gr2、Gr5或Gr7的钛合金，所述钛基板(4)的厚度为1mm～2mm。

4.根据权利要求1所述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中所述卡槽板(3)包括平板(3-1)和槽板(3-3)，所述平板(3-1)和槽板(3-3)通过连杆(3-2)固定连接且形成U形凹槽；所述平板(3-1)的长度为1000mm，宽度为20mm～25mm，厚度为0.5mm～1mm，所述连杆(3-2)的高度为1mm～2mm，所述槽板(3-3)的宽度为8mm～10mm，且槽板(3-3)与平板(3-1)沿长度方向齐平。

5.根据权利要求1所述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，所述卡槽板(3)的材质为塑料。

6.根据权利要求1所述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述V形支撑间隙(5)在镁基板(6)的待复合面上的放置位置为：在镁基板(6)的待复合面上对应步骤五中雷管正下方的位置处50mm～200mm，沿长度和宽度方向上开始连续放置V形支撑间隙(5)，且长度和宽度方向上相邻的V形支撑间隙(5)之间的距离均为100mm～400mm，V形支撑间隙(5)的顶端尖角均指向雷管区。

7.根据权利要求1所述的一种镁钛复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中所述缓冲垫(7)为厚度1mm～2mm的橡胶垫或胶合板。

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