[發明專利]一種任意組合多層金屬復合板的制造方法

在審

• 申請號: 201510037197.0
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104624703A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 余偉;王班;林良端;李瀟;陳雨來;陳銀莉;劉濤
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及一種任意組合多層金屬復合板的制造方法，屬于冶金行業軋鋼領域。

背景技術

多層金屬復合板將兩種組元以上的金屬通過液態或固態的方式制備成形的復合材料。與單一金屬材料相比，經過合理設計復合成形的金屬層狀復合板結合了組元金屬材料各自的優點，不僅可以節約貴金屬用量，而且可以獲得單一組元金屬所不具備的物理化學性能。例如，將強度較高的金屬與韌性較高的金屬進行復合，能使材料的強韌性相統一，用于生產刀具、復合裝甲等；Mo/Cu/Fe多層復合板具有優良的寬頻電磁屏蔽性能，可以用于電子封裝材料等。

目前，多層金屬復合板的制備方法主要有:壓焊復合法、澆鑄復合法和累積疊軋法等。壓焊復合是借助壓力使待焊金屬產生塑性變形而實現固態焊接；澆鑄復合是將一種材料(固相)和另一種材料(液相)在鑄模內進行組合，液態金屬凝固后形成復合材料；累積疊軋法是指在一定的壓下量(＞50％)下將兩塊金屬板軋制復合，將結合的板坯反復切割，疊加在一起并重復進行多道次軋制。

專利CN?102529219?A“多層金屬復合板壓焊式生產流水線”公開了一種超聲波壓焊和電弧噴涂生產多層復合板的方法，但其設備昂貴，工藝繁瑣，復合層數較少；專利CN?102357525?A“一種多層銅/鉬結構復合板的制造方法”和專利CN?101530860?B“一種鋁鎂超細晶多層結構復合板的制造方法”都提出累積軋制法生產層數較多的金屬復合板，但該工藝需在氬氣/氫氣保護的加熱爐中保溫，道次壓下量較大，每道次軋后需要切邊處理并且重新清理結合界面，過程繁瑣；另外，該專利提出鉚釘連接板坯并打磨出一定坡度，此方法在復合層數較多時效率很低。

按照現有生產工藝，對于10層以上的復合板，并未能提出簡單高效的制備工藝。其難點主要在于：

1)板坯數量較多時，常規的焊接抽真空方法難以保證各層復合界面之間的真空度；

2)多層板坯在軋制過程中會發生層間滑動，難以復合；

3)常規的軋制工藝不能滿足多層復合板大壓下量的要求。

因此，本發明針對上述情況，提出了一種任意組合多層金屬復合板制造方法。

發明內容

本發明提出了一種任意組合多層金屬復合板制造方法，具體步驟如下：

1)選用兩種以上不同金屬，切割為大小相同的坯塊，機加工方法去除坯塊結合表面的氧化皮至表面露出新鮮金屬，之后進行化學表面清理，用清水沖洗吹干；

2)將一定數量和厚度的坯塊按順序疊放，并將頭部固定、壓實，采用氬弧焊將板坯軋制方向的前后兩端逐層焊合；

3)將焊接固定后的坯料放入連接有鋼管的金屬套并對金屬套進行抽真空；

4)用液壓鉗將鋼管壓合并焊接密封成真空管，實現密封；

5)將真空密封的坯料隨爐加熱并保溫，之后進行熱軋復合，對于形變量要求大的情況，則將熱軋坯料切邊后多次重復步驟5)，直到軋至所需厚度。

其中步驟1)中所述金屬是不銹鋼/碳鋼、鎂/鋁、鈦/鋁、鈦/銅、鋁/銅、銅/鉬、銀/銅、鎳/銅等可以結合的材料。

步驟2)中坯料的厚度、數量及疊放順序可根據需求任意組合，采用氬弧焊逐層焊接固定。步驟5)中采用單道次小壓下量軋制(5％～10％)，為達到大變形量(50％～95％)，可多次加熱、軋制。

本發明有益效果在于：

1)本發明利用一種任意組合多層金屬復合板制造方法制備出10層的多層復合板，解決了直接軋制法難以制備、累積疊軋法工藝復雜的問題。該發明對設備要求不高，制備出的復合板性能較好，適合工業批量生產；

2)相比于專利CN?102357525?A“一種多層銅/鉬結構復合板的制造方法”和專利CN?101530860?B“一種鋁鎂超細晶多層結構復合板的制造方法”，本發明中各層板坯的種類、厚度和疊放順序比較靈活，能制備出各種厚度配比及花紋的層狀復合板，應用也更廣泛。

附圖說明

圖1為本發明的一種任意組合多層金屬復合板制造方法的組坯抽真空流程圖；

圖2為實例一生產的多層復合板的組織圖；

圖3為實例二生產的多層復合板的組織圖。

具體實施方式

實施例一：32層1Cr17/2Cr13復合板的制備