CN1631563A - 一种金属复合材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属复合材料制备方法，具体方法为：将要复合的两种材料表面清洗干净，并保持加工硬化状态；将复板与基板切割成相等的尺寸并叠合；应用焊接法将复板与基板周围密封；用加热炉加热至材料的压下量为50％时的临界变形温度以上30℃～80℃保温30～60分钟；在普通轧机上轧制，压下量为50％～60％，以保持复合板的尺寸不变；在基板上方再复合同样大小的基板重复以上步骤，低温退火消除应力，强化结合界面。本发明的优点在于结合强度高，基板强度被强化，强度可提高1～2倍，复合板表面质量好。

Description

一种金属复合材料制备方法
技术领域
本发明属于金属材料轧制技术领域，特别是提供了一种金属复合材料制备方法。具体的说是通过累积层叠复合轧制的方法制备金属复合材料。
背景技术
目前在电子、机械、航空、汽车、化工等行业大量使用着复合材料，复合材料的生产一般应用冷扎、热轧、爆炸、焊接等方法，存在着复合强度不高、工艺复杂、成本过高、薄板复合困难等问题。中国出版的《中国有色金属学报》杂志1995年第4期上的“铜铝复合材料的研究”一文公开了一种复合轧制方法是目前普遍使用的金属材料复合方法，其工艺为铜铝厚比1∶1，1∶2，随后在二辊轧机上进行轧制，变形量从40％到75％，最后经过退火强化结合界面消除残余应力。目前存在的复合轧制法的缺点是变形量受到限制，以至于结合面结合强度受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属复合材料制备方法，解决了复合轧制因压下量受限而影响复合材料结合强度的问题，使材料通过获得超大压下量得到结合良好的复合材料，特别适用于钛钢复合、铜钢复合等厚度比差别大或者两者都比较薄的两种材料的复合。
本发明采用累积层叠复合法制备复合材料，具体方法为：
1、将要复合的两种材料表面清洗干净，用钢丝刷处理材料表面并保持加工硬化状态；
2、将复板与基板切割成相等的尺寸并叠合；
3、应用氩弧焊焊接法将复板与基板周围密封；
4、用加热炉加热至材料的一次压下量为50％时的临界变形温度以上30℃～80℃(临界变形温度由试验得到)保温30～60分钟；
5、在普通轧机上轧制，累积压下量为50％～60％；
6、在基板上方再复合与加工后的基板同样大小的基板重复以上步骤，每次压下量为50％～60％；
7、重复步骤1～6，重复次数根据所要求的材料的复合强度而定，一般重复3～5次最佳；
8、低温退火消除应力，强化结合界面。
对于两种材料焊接密封困难的复合轧制，则选择基体材料向两边累积层叠的方式，即将两块复板放在基板中间用隔离剂进行隔离，将基板自身焊接密封，加热、轧制、两边添加基板重复以上步骤。累积层叠次数由需要的材料结合强度和基板复板的厚度决定。
本发明的优点在于：结合强度高，基板强度被强化，强度可提高1～2倍，复合板表面质量好。
具体实施方式
下面通过实例对发明作进一步的了解。
例1累积层叠轧制法制备铜钢复合材料
(1)将钢板作为基板，铜板作为复板，钢板表面应用丙酮脱脂，使用30％的盐酸浸泡30分钟去除氧化物，清水清洗漂洗15分钟，表面干燥，表面硬化。铜板表面应用丙酮脱脂，使用硫酸与硝酸混合溶液浸泡2分钟去除氧化物，清水清洗漂洗15分钟，表面干燥，表面硬化；
(2)将钢板A、铜板B、钢板C依次叠合，铜板在中间，其中，B与C之间应用碳化硅胶等隔离剂隔离，用普通焊机将钢板AC密封；
(3)在加热炉中加热至650℃保温60分钟；
(4)应用轧机轧制，一次压下量50％；
(5)将复合后的钢板D与另一钢板E表面应用上述(1)步骤处理干净；
(6)钢板D与钢板E叠合、焊接密封；
(7)重复(3)、(4)步骤；
(8)重复(5)、(6)、(7)步骤直到所需要的钢板与铜板的厚度；
(9)将周围剪切，分离钢板C与复合板，即得到铜钢复合板。例2累积层叠轧制法制备钢钛复合材料
(1)将钢板作为基板，钛板作为复板，钢板表面应用丙酮脱脂，使用30％的盐酸浸泡30分钟去除氧化物，清水清洗漂洗15分钟，表面干燥，表面硬化。钛板表面应用丙酮脱脂，使用3％氢氟酸与20％硝酸混合溶液浸泡15分钟去除氧化物，清水清洗漂洗15分钟，表面干燥，表面硬化；
(2)将钢板A、钛板B1、钛板B2、钢板C依次叠合，钛板在中间，其中，B1与B2之间应用隔离剂隔离，用普通焊机将钢板AC密封；
(3)在加热炉中加热至800℃保温30分钟；
(4)应用轧机轧制，一次压下量60％；
(5)将复合后的复合板表面应用上述(1)步骤处理干净；
(6)复合板A面与复合板C分别叠加表面处理并硬化后的钢板A1和C1、焊接密封；
(7)重复(3)、(4)步骤；
(8)重复(5)、(6)、(7)步骤5次；
(9)将周围剪切，分离钛钢复合板AnB1与B2Cn即得到两块钛钢复合板。
由于采用单向累积层叠法制备复合金属材料，突破了传统轧制复合材料受压下量与材料厚度的限制，最大压下量可以达到98％，所以，
所得到的符合金属材料结合面强度大，材料的力学性能大大提高。

Claims (2)

1、一种金属复合材料制备方法，其特征在于：采用累积层叠复合法，具体方法为：
a、将要复合的两种材料表面清洗干净，用钢丝刷处理材料表面，并保持加工硬化状态；
b、将复板与基板切割成相等的尺寸并叠合；
c、应用氩弧焊焊接法将复板与基板周围密封；
d、用加热炉加热至材料的压下量为50％时的临界变形温度以上30℃～80℃保温30～60分钟；
e、在普通轧机上轧制，累积压下量为50％～60％，以保持复合板的尺寸不变；
f、在基板上方再复合与加工后的基板同样大小的基板重复以上步骤，每次压下量为50％～60％；
g、重复步骤a～f，重复次数3～5次；
h、低温退火消除应力，强化结合界面。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于：对于两种材料焊接密封困难的复合轧制，则将两块复板放在基板中间用隔离剂进行隔离，将基板自身焊接密封，加热、轧制、两边添加基板重复以上步骤。
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