[發明專利]一種銅鋼復合板材的生產方法

有效

• 申請號: 201210188109.3
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102671943A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 楊仲輝
• 申請（專利權）人: 楊仲輝
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B45/00;B21B15/00;B08B3/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

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技術領域

本發明涉及一種雙金屬復合的生產方法，尤其涉及一種銅鋼復合板材的生產方法。

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背景技術

金屬材料作為材料的主要組成部分，在生產及應用中起主導作用。然而，科學技術的進步對金屬材料性能的要求越來越高，單一金屬材料已無法滿足這些需要。而且，在生產實踐中，為滿足制造特殊工程結構性能的需要，必須使用十分昂貴的有色金屬和其它稀有金屬材料。為了使金屬材料最大限度地發揮出其所具有的性能，其方法之一就是把性能不同的材料加以組合制成復合材料。

銅/鋼復合材料不僅具有銅的獨特性能，而且還具有鋼的強度和機械性能，從而獲得防腐蝕、抗磨損、導電導熱性優良、美觀、成本低等優良的綜合性能。它使零件有較長的使用壽命，比單一的銅材料有較高的強度、硬度，不易變形，提高了承載能力。以銅/鋼復合材料代替銅金屬，應用于生產實踐，可以節省大量的銅資源，獲得顯著的經濟效益。

現有技術中通常采用熱軋和冷軋復合法制備銅鋼復合材料。

熱軋復合法是將被復合的金屬坯料在高溫高壓下進行軋制變形，受熱和力的共同作用而使不同金屬進行結合的一種工藝方法，具有工藝簡單、生產效率高等優點。熱軋復合作為固相結合的一種常用復合方法，其工藝過程一般包括3步：首先進行結合表面的清理，包括去油、去氧化膜。使待結合面保持清潔；然后進行初結合，通過高溫軋制令組元金屬發生共同塑性變形，從而使兩組元金屬的接觸表面達到原子問的距離，進而形成有效結合點，此時雙金屬之間能夠形成機械結合；最后進行擴散熱處理，又稱為熱燒結，在該過程中通過原子的擴散形成牢固的冶金結合。熱軋復合法的優點是對軋機的要求不高，容易得到大張復合板，缺點是工藝復雜，產品的厚度及層厚比較難以控制。

冷軋復合包括“表面處理一常溫下冷軋復合一擴散退火”為主要過程的生產工藝。與熱軋復合法相比，冷軋復合時的首道次變形量要更大，一般要達到60-70%，甚至更高，但冷軋復合法可以實現多種組元的結合，并且可以生產復合帶卷，尺寸精確，效率高，因此是目前應用最廣泛的方法之一。雖然冷軋復合法早在50年代即已用于工業生產，但在用于銅/鋼復合材料的生產時卻未獲得理想的效果，其原因是銅及其合金的基體和氧化物都具有良好的塑性，冷軋復合時，坯料雖經鋼絲刷清理且首道次變形量達到70%其表面也不出現裂口，結果是坯料以原始表面帶著薄的氧化膜被擠入鋼的裂口與鋼復合(進一步增加首道次變形量又受到軋機能力的限制)，因此結合十分脆弱，結合強度低且不穩定。

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發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中銅鋼復合板材生產方法的不足，提供了一種改進的銅鋼復合板材的生產方法。

本發明的技術方案為，一種銅鋼復合板材的生產方法，采用了如下步驟：

1）表面清理

選取適合加工面積的厚度為2-2.5mm的鋼板、厚度為1-1.5mm的銅板，對鋼板、銅板的進行表面清理，用5?-10%NaOH水溶液在80℃浸泡20min，再用10%HCl水溶液酸洗約10min，最后用鋼絲刷清理待復合表面的氧化皮，鋼絲刷在使用前先進行堿洗；

2）毛化處理

使用打磨機對上述經過步驟1）處理的表面進行縱向打磨金屬表面，使用型號為P100的砂帶對鋼板待復合面進行打磨，使用型號為P80的砂帶對銅板待復合面進行打磨，使得鋼表面粗糙度為75~95μm，銅表面粗糙度為85~105μm；

3）噴涂結合層

通過浸鍍或噴涂方式，在經過步驟2）處理過的所述鋼板、銅板的待復合表面上分別鍍上一層合金鍍層，所述鍍層的厚度為4~8μm，而且所述合金鍍層中含有以下組分：

6~8重量份的Zr，???????????????25~50重量份的Zn，

5~30重量份的Al，?????????????10~40重量份的Fe，??????

0.5~1重量份的Si，?????????????0.4~0.8重量份的Mo

4）軋制

將鋼板、銅板的結合層面相對的情況下，在氫與惰性氣體混合保護氣體下加熱至460~500℃，其中氫的體積含量為0.8~2%，然后保溫5~7分鐘，在壓下量為10~15%的情況通過兩個軋輥連續軋制，軋制速度選在5～15mm/s；

5）退火

對軋制后的復合鋼板進行退火處理，退火溫度為560~580℃，保溫時間1.8~2小時左右；

6）將復合鋼板進行平整、拋光。