[發(fā)明專利]一種鋁鋼復(fù)合板材及其復(fù)合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610084157.6
• 申請(qǐng)日: 2016-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN105521994B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢建華;李龍;周德敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銀邦金屬復(fù)合材料股份有限公司
• 主分類號(hào): B21B1/38
• 分類號(hào): B21B1/38
• 代理公司: 北京律和信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11446
• 代理人: 武玉琴;王月春

本發(fā)明涉及一種鋁鋼復(fù)合板材，包括基材鋼板和復(fù)材鋁合金板，所述復(fù)合板材是加熱到100℃?120℃的鋼板與常溫的鋁合金板異溫軋制復(fù)合而成。本發(fā)明還涉及一種鋁鋼復(fù)合板材的復(fù)合方法，包括步驟：準(zhǔn)備復(fù)合所需基材鋼板與復(fù)材鋁合金板；將鋼板加熱到100℃?120℃；將加熱后的鋼板與常溫的鋁合金板層狀疊放一起；將疊放一起的鋼板和鋁合金板軋制復(fù)合。本發(fā)明的技術(shù)方案通過異溫軋制復(fù)合的方法加工復(fù)合板材，減小了復(fù)合加工壓下量，降低了對(duì)軋制設(shè)備的要求，同時(shí)也降低了能耗，節(jié)約了軋制復(fù)合成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及復(fù)合板材領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁鋼復(fù)合板材及其復(fù)合方法。

背景技術(shù)

隨著節(jié)能減排的深入，火力發(fā)電的冷卻系統(tǒng)都采用空冷技術(shù)。空冷單元有直接冷卻和間接冷卻兩種冷卻形式。采用間接冷卻的方式，前期投入大但后期維護(hù)成本低；而采用直接冷卻的方式，前期投入小但后期維護(hù)成本高。采用間接冷卻的方式，空冷單元通過機(jī)械膨脹的制管方式將鋁管與鋁合金翅片連接；而采用直接冷卻的方式，空冷單元通過焊接冶金的方式將鋼管與鋁合金翅片連接在一起。相比較而言，采用是直接冷卻方式的空冷單元其散熱效果更好。

但是由于鋁合金翅片與碳鋼無法直接釬焊，因此，只能在碳鋼表面包覆一層鋁層，起到連接鋁合金翅片和碳鋼的中間橋梁作用。而由于鋁合金與碳鋼之間各項(xiàng)性能差異巨大，很難通過普通方法將其有效地結(jié)合在一起。通常把不同材料層狀疊加結(jié)合在一起的方法稱為復(fù)合。

復(fù)合板材是將兩種或兩種以上的材料進(jìn)行物理或冶金的結(jié)合。金屬層狀復(fù)合材料是兩種或兩種以上的金屬通過相應(yīng)的復(fù)合工藝制成的復(fù)合材料，各組元材料成層狀分布，并不是其中某一組元均勻的分散于其他組元當(dāng)中。在層狀復(fù)合材料中，每一組元充分發(fā)揮其不同的性能，這樣復(fù)合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。

結(jié)合目前的復(fù)合技術(shù)，鋁鋼復(fù)合板的復(fù)合方法主要有爆炸復(fù)合法、軋制復(fù)合法和鍍層復(fù)合法等。

爆炸復(fù)合，是將制備好的復(fù)板放置在基板之上，然后在復(fù)板上鋪設(shè)一層炸藥，利用炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)超高壓和超高速?zèng)_擊能實(shí)現(xiàn)金屬層間的固態(tài)冶金結(jié)合。采用爆炸復(fù)合的方式，生產(chǎn)成本巨大，且生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)，會(huì)造成環(huán)境污染，且復(fù)合比率無法控制，復(fù)合鋁層厚度控制精度較低，厚度波動(dòng)大，無法批量生產(chǎn)，生產(chǎn)出來的復(fù)合板界面結(jié)合強(qiáng)度不均勻。

若采用鋼板上鍍鋁的方法，則形成的鋁層較薄，厚度控制精度不夠，表面質(zhì)量難控制，復(fù)合板界面結(jié)合強(qiáng)度偏低，易在釬焊鋁合金翅片時(shí)發(fā)生鋁層脫落的現(xiàn)象，因而該種方法得到的復(fù)合板使用效果不佳。

軋制復(fù)合主要有熱軋復(fù)合和冷軋復(fù)合。軋制復(fù)合生產(chǎn)率較爆炸復(fù)合、焊接復(fù)合等要高，可以進(jìn)行軋制復(fù)合的材料種類也很多，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

熱軋復(fù)合法是將復(fù)材和基材重疊，通過焊接等方法固定，通過熱軋使復(fù)材與基材復(fù)合在一起的方法。熱軋復(fù)合生產(chǎn)成本相對(duì)較低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)便，適合大批量生產(chǎn)。但熱軋復(fù)合法也有其缺點(diǎn)，有些金屬在熱軋過程中容易產(chǎn)成脆性金屬間化合物，例如鋁/鋼。

冷軋復(fù)合的基本原理是：在軋機(jī)的大壓力下，金屬內(nèi)部發(fā)生塑性變形，直到金屬表層破碎，潔凈破碎的表面相互接觸、活化，兩層金屬在結(jié)合界面形成冶金結(jié)合。它與熱軋的根本區(qū)別在于，由于金屬未經(jīng)加熱，必須對(duì)復(fù)合組元施以大的道次壓下量，特別是第一道次壓下量，只有這樣才能使結(jié)合界面的物理接觸達(dá)到原子級(jí)結(jié)合。

在現(xiàn)有文獻(xiàn)及相關(guān)專利如公開號(hào)為CN103599932A的中國專利說明書中提到的冷軋復(fù)合加工率為60％-70％時(shí)才能基本復(fù)合。因?yàn)樵谔囟囟认?金屬發(fā)生再結(jié)晶需要一個(gè)最小變形量即臨界變形量，低于此變形量,則不發(fā)生再結(jié)晶。這么大的首道次加工率對(duì)冷軋復(fù)合機(jī)要求較高，而軋制復(fù)合加工率越大，相應(yīng)的能耗越大，不利于節(jié)能減排，且單道次冷軋復(fù)合加工壓下量越高，加工硬化則更嚴(yán)重，頭尾卷取也困難。

近些年來,國內(nèi)外研究者都在千方百計(jì)地尋求降低軋制臨界變形率的方法,國內(nèi)開始研究對(duì)基、復(fù)材采用不同的軋制溫度的異溫軋制復(fù)合技術(shù)。