CN112848556A - 一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铝复合板材料技术领域，尤其是一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，它包括钢板和铝板，所述钢板和铝板通过高温热压后再冷轧制得，本发明的钢铝复合板材料通过对钢板和铝板进行热压复合、冷轧复合和进行两次热处理，提高钢铝复合板材料的结合强度和强度的均匀性，且钢铝复合板材料的铝层的厚度控制精度高，表面平整，不会发生铝层脱落的现象。
Description
技术领域
本发明涉及钢铝复合板材料技术领域，尤其是一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料。
背景技术
金属层状复合材料是两种或两种以上的金属通过相应的复合工艺制成的复合材料，各组元材料成层状分布，并不是其中某一组元均匀的分散于其他组元当中。在层状复合材料中，每一组元充分发挥其不同的性能，这样复合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
而钢铝复合板材料由于结合了钢材的高强度和铝的轻金属特性而被广泛应用，但是现有钢铝复合板材料多数采用爆炸复合法或在钢板上镀铝的方法制备，爆炸复合法的复合比率无法控制，复合铝层厚度控制精度较低，厚度波动大，导致复合板界面结合强度不均匀；钢板上镀铝则形成的铝层较薄，厚度控制精度不够，表面质量难控制，复合板界面结合强度偏低，易在焊接式发生铝层脱落的现象。
因此，有必要提供一种能够克服上述缺陷的钢铝复合板材料，提高复合板的界面结合强度和避免铝层发生脱落现象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种能铝层厚度精准，界面结合强度高，不易发生铝层脱落现象的结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料。
本发明的技术方案为：一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，它包括钢板和铝板，所述钢板和铝板通过高温热压后再冷轧制得，其制备方法具体包括以下步骤：
S1、选材：选择钢板和铝板作为制备钢板坯和铝板坯的材料；
S2、制备板坯：对钢材进行大分条，分条宽度为预设分条宽度+40mm-300mm，制备成钢板坯；对铝材进行热轧制成一定厚度铝板坯，热轧温度300-400℃；
S3、表面处理和清洗：对钢板坯和铝板坯的表面去除油渍和氧化层后进行清洗；
S4、热压复合：将钢板坯和铝板坯对齐紧贴层状堆叠并放入热压装置内，热压温度为 300℃-500℃，热压复合得到钢铝复合板坯，压下率为20％-40％；
S5、冷轧：对S4中得到的钢铝复合板坯采用平辊扎机进行冷轧，得到冷轧后的钢铝复合板，冷轧轧制速度0.05m/s-3m/s，轧制压下率为20％-40％；
S6、修边、分切：根据要求的尺寸和形状，使用修边装置和分切机对S5中得到的冷轧后的钢铝复合板进行修边和分切，得到修边和分切后的钢铝复合板材料；
S7、第一次热处理：对S6中得到的修边和分切后的钢铝复合板进行第一次退火工艺处理，退火温度为500℃-600℃，保温时间40h-50h，得到第一次热处理后的钢铝复合板材料；
S8、第二次热处理：将S7中得到的第一次热处理后的钢铝复合板进行第二次退火工艺处理，得到第二次热处理后的钢铝复合板，退火温度为200℃-250℃，保温时间20h-30h；
S9、板料整平：采用板用辊式板材校直机对对第二次热处理后的钢铝复合板进行矫直处理，获得高结合强度和平整幅面的钢铝复合板材料。
S10、成品检查：采用检测仪器对S9中获得的钢铝复合板材料进行尺寸、形状、平整度、厚度、剥离强度、质量等各项性能进行检测，检测合格后进行包装，得到钢铝复合板材料成品。
进一步的，步骤S4中采用机械打磨法去除钢板以及铝板待复合面的氧化层和油脂后，利用超声波清洗仪器清洗干净，并用吹风装置干燥。
在另一个较佳的实施例中，步骤S4中采用电化学腐蚀法去除掉钢板和铝板待复合面的氧化层和油脂后用酒精和蒸馏水清洗后进行烘干备用。
进一步的，步骤S7和S8的加热时的升温速度为80℃-100℃。
本发明的有益效果为：本发明的钢铝复合板材料通过对钢板和铝板进行热压复合、冷轧复合和进行两次热处理，提高钢铝复合板材料的结合强度和强度的均匀性，且钢铝复合板材料的铝层的厚度控制精度高，表面平整，不会发生铝层脱落的现象。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，它包括钢板和铝板，所述钢板和铝板通过高温热压后再冷轧制得，其制备方法具体包括以下步骤：
S1、选材：选择钢板和铝板作为制备钢板坯和铝板坯的材料；
S2、制备板坯：对钢材进行大分条，分条宽度为预设分条宽度+40mm，制备成钢板坯；对铝材进行热轧制成一定厚度铝板坯，热轧温度300℃；
S3、表面处理和清洗：对钢板坯和铝板坯的表面去除油渍和氧化层后进行清洗；
S4、热压复合：将钢板坯和铝板坯对齐紧贴层状堆叠并放入热压装置内，热压温度为 300℃℃，热压复合得到钢铝复合板坯，压下率为20％；
S5、冷轧：对S4中得到的钢铝复合板坯采用平辊扎机进行冷轧，得到冷轧后的钢铝复合板，冷轧轧制速度0.05m/s，轧制压下率为20％；
S6、修边、分切：根据要求的尺寸和形状，使用修边装置和分切机对S5中得到的冷轧后的钢铝复合板进行修边和分切，得到修边和分切后的钢铝复合板材料；
S7、第一次热处理：对S6中得到的修边和分切后的钢铝复合板进行第一次退火工艺处理，退火温度为500℃，保温时间40h-50h，得到第一次热处理后的钢铝复合板材料；
S8、第二次热处理：将S7中得到的第一次热处理后的钢铝复合板进行第二次退火工艺处理，得到第二次热处理后的钢铝复合板，退火温度为200℃，保温时间20h；
S9、板料整平：采用板用辊式板材校直机对对第二次热处理后的钢铝复合板进行矫直处理，获得高结合强度和平整幅面的钢铝复合板材料。
S10、成品检查：采用检测仪器对S9中获得的钢铝复合板材料进行尺寸、形状、平整度、厚度、剥离强度、质量等各项性能进行检测，检测合格后进行包装，得到钢铝复合板材料成品。
进一步的，步骤S4中采用机械打磨法去除钢板以及铝板待复合面的氧化层和油脂后，利用超声波清洗仪器清洗干净，并用吹风装置干燥。
进一步的，步骤S7和S8的加热时的升温速度为80℃。
实施例2
一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，它包括钢板和铝板，所述钢板和铝板通过高温热压后再冷轧制得，其制备方法具体包括以下步骤：
S1、选材：选择钢板和铝板作为制备钢板坯和铝板坯的材料；
S2、制备板坯：对钢材进行大分条，分条宽度为预设分条宽度180mm，制备成钢板坯；对铝材进行热轧制成一定厚度铝板坯，热轧温度350℃；
S3、表面处理和清洗：对钢板坯和铝板坯的表面去除油渍和氧化层后进行清洗；
S4、热压复合：将钢板坯和铝板坯对齐紧贴层状堆叠并放入热压装置内，热压温度为 300℃-500℃，热压复合得到钢铝复合板坯，压下率为30％；
S5、冷轧：对S4中得到的钢铝复合板坯采用平辊扎机进行冷轧，得到冷轧后的钢铝复合板，冷轧轧制速度2m/s，轧制压下率为30％；
S6、修边、分切：根据要求的尺寸和形状，使用修边装置和分切机对S5中得到的冷轧后的钢铝复合板进行修边和分切，得到修边和分切后的钢铝复合板材料；
S7、第一次热处理：对S6中得到的修边和分切后的钢铝复合板进行第一次退火工艺处理，退火温度为550℃，保温时间48h，得到第一次热处理后的钢铝复合板材料；
S8、第二次热处理：将S7中得到的第一次热处理后的钢铝复合板进行第二次退火工艺处理，得到第二次热处理后的钢铝复合板，退火温度为220℃，保温时间24h；
S9、板料整平：采用板用辊式板材校直机对对第二次热处理后的钢铝复合板进行矫直处理，获得高结合强度和平整幅面的钢铝复合板材料。
S10、成品检查：采用检测仪器对S9中获得的钢铝复合板材料进行尺寸、形状、平整度、厚度、剥离强度、质量等各项性能进行检测，检测合格后进行包装，得到钢铝复合板材料成品。
进一步的，步骤S4中采用机械打磨法去除钢板以及铝板待复合面的氧化层和油脂后，利用超声波清洗仪器清洗干净，并用吹风装置干燥。
进一步的，步骤S7和S8的加热时的升温速度为90℃。
实施例3
一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，它包括钢板和铝板，所述钢板和铝板通过高温热压后再冷轧制得，其制备方法具体包括以下步骤：
S1、选材：选择钢板和铝板作为制备钢板坯和铝板坯的材料；
S2、制备板坯：对钢材进行大分条，分条宽度为预设分条宽度300mm，制备成钢板坯；对铝材进行热轧制成一定厚度铝板坯，热轧温度400℃；
S3、表面处理和清洗：对钢板坯和铝板坯的表面去除油渍和氧化层后进行清洗；
S4、热压复合：将钢板坯和铝板坯对齐紧贴层状堆叠并放入热压装置内，热压温度为 300℃-500℃，热压复合得到钢铝复合板坯，压下率为40％；
S5、冷轧：对S4中得到的钢铝复合板坯采用平辊扎机进行冷轧，得到冷轧后的钢铝复合板，冷轧轧制速度0.05m/s-3m/s，轧制压下率为40％；
S6、修边、分切：根据要求的尺寸和形状，使用修边装置和分切机对S5中得到的冷轧后的钢铝复合板进行修边和分切，得到修边和分切后的钢铝复合板材料；
S7、第一次热处理：对S6中得到的修边和分切后的钢铝复合板进行第一次退火工艺处理，退火温度为600℃，保温时间50h，得到第一次热处理后的钢铝复合板材料；
S8、第二次热处理：将S7中得到的第一次热处理后的钢铝复合板进行第二次退火工艺处理，得到第二次热处理后的钢铝复合板，退火温度为250℃，保温时间30h；
S9、板料整平：采用板用辊式板材校直机对对第二次热处理后的钢铝复合板进行矫直处理，获得高结合强度和平整幅面的钢铝复合板材料。
S10、成品检查：采用检测仪器对S9中获得的钢铝复合板材料进行尺寸、形状、平整度、厚度、剥离强度、质量等各项性能进行检测，检测合格后进行包装，得到钢铝复合板材料成品。
步骤S4中采用电化学腐蚀法去除掉钢板和铝板待复合面的氧化层和油脂后用酒精和蒸馏水清洗后进行烘干备用。
步骤S7和S8的加热时的升温速度为100℃。
经过相关检验设备检查，复合后的钢板和铝板很好的复合在一起，且无铝层脱落现象、无气泡产生，复合的厚度均匀。经实际验证，在热处理和平整等工序处理时不会产生铝层穿孔脱落的现象。
对实施例1-3制得的钢铝复合板材料进行检测，结果见表1。
表1
| 界面结合强度/Mpa | 抗拉强度/Mpa | |
| 实施例1 | 65 | 450 |
| 实施例2 | 70 | 460 |
| 实施例3 | 68 | 430 |
| 对比例1 | 50 | 320 |
由上表可知，本发明的实施例1-3制备的钢铝复合板材料的界面结合强度均≥65MPa，抗拉伸强度≥430MPa，而对比例1的界面结合强度仅为50MPa，抗拉伸强度仅为320MPa，可见实施例1-3制备的钢铝复合板材料具有较强的界面结合强度和抗拉伸强度，实施例2制备的钢铝复合板材料的界面结合强度和抗拉伸轻度最高。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (4)
1.一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，它包括钢板和铝板，所述钢板和铝板通过高温热压后再冷轧制得，其制备方法具体包括以下步骤：
S1、选材：选择钢板和铝板作为制备钢板坯和铝板坯的材料；
S2、制备板坯：对钢材进行大分条，分条宽度为预设分条宽度+40mm-300mm，制备成钢板坯；对铝材进行热轧制成一定厚度铝板坯，热轧温度300-400℃；
S3、表面处理和清洗：对钢板坯和铝板坯的表面去除油渍和氧化层后进行清洗；
S4、热压复合：将钢板坯和铝板坯对齐紧贴层状堆叠并放入热压装置内，热压温度为300℃-500℃，热压复合得到钢铝复合板坯，压下率为20％-40％；
S5、冷轧：对S4中得到的钢铝复合板坯采用平辊扎机进行冷轧，得到冷轧后的钢铝复合板，冷轧轧制速度0.05m/s-3m/s，轧制压下率为20％-40％；
S6、修边、分切：根据要求的尺寸和形状，使用修边装置和分切机对S5中得到的冷轧后的钢铝复合板进行修边和分切，得到修边和分切后的钢铝复合板材料；
S7、第一次热处理：对S6中得到的修边和分切后的钢铝复合板进行第一次退火工艺处理，退火温度为500℃-600℃，保温时间40h-50h，得到第一次热处理后的钢铝复合板材料；
S8、第二次热处理：将S7中得到的第一次热处理后的钢铝复合板进行第二次退火工艺处理，得到第二次热处理后的钢铝复合板，退火温度为200℃-250℃，保温时间20h-30h；
S9、板料整平：采用板用辊式板材校直机对对第二次热处理后的钢铝复合板进行矫直处理，获得高结合强度和平整幅面的钢铝复合板材料。
S10、成品检查：采用检测仪器对S9中获得的钢铝复合板进行尺寸、形状、平整度、厚度、剥离强度、质量等各项性能进行检测，检测合格后进行包装，得到钢铝复合板材料成品。
2.根据权利要求1所述的一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，其特征在于：步骤S4中采用机械打磨法去除钢板以及铝板待复合面的氧化层和油脂后，利用超声波清洗仪器清洗干净，并用吹风装置干燥。
3.根据权利要求1所述的一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，其特征在于：步骤S4中采用电化学腐蚀法去除掉钢板和铝板待复合面的氧化层和油脂后用酒精和蒸馏水清洗后进行烘干备用。
4.根据权利要求2或3所述的一种结合钢高强度和铝轻金属特性的钢铝复合板材料，其特征在于：步骤S7和S8的加热时的升温速度为80℃-100℃。
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| CN110340142A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-18 | 燕山大学 | 一种两步法轧制制备钢铝复合板的方法 |
-
2020
- 2020-11-02 CN CN202011205308.1A patent/CN112848556A/zh active Pending
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