[發明專利]一種降低鋁鈦復合板材軋制邊裂的方法

有效

• 申請號: 201611187673.8
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106623425B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 喻海良
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B9/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明屬于金屬材料軋制技術領域，特別涉及一種降低鋁鈦復合板材軋制邊裂的方法。

背景技術

目前，復合板材軋制受到工業界和學術界的高度關注，該類材料結合多種基板的優勢，在機械減震、防彈保護、噪音屏蔽等領域具有極高的應用潛能。制備出高質量的該類材料，具有非常重要的實際與科學意義。然而，在軋制過程中，復合板材邊部經常出現裂紋，這是一件具有挑戰的工作。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種降低鋁鈦復合板材軋制邊裂的方法，第一階段，采用深冷軋制，實現材料的均勻、無邊裂變形，第二步，采用室溫軋制，提高材料界面結合強度，最終生產出高質量、無邊裂的鋁鈦復合板材，該材料為鋁/鈦/鋁復合結構，利用鋁提高材料的韌性，利用鈦提高材料的強度；該復合板可以通過熱處理，進一步制備出鋁、鈦、鈦鋁金屬間化合物的多元復合板材。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種降低鋁鈦復合板材軋制邊裂的方法，包括如下步驟：

第一步：以純鋁或鋁合金和純鈦或鈦合金為原料，純鋁或鋁合金軋制前的厚度為100-2000μm，純鈦或鈦合金軋制前的厚度為25-500μm；

第二步：將純鋁或鋁合金帶材和純鈦或鈦合金帶材加工成完全相同尺寸的尺寸，對材料表面進行除油，清除表面氧化物；

第三步：按照鋁/鈦/鋁進行疊加，對軋件頭部進行焊接；

第四步：將材料放入液氮中進行冷卻，將軋件溫度降低到-196℃；

第五步：將材料取出，以壓下率25-30％進行深冷軋制；

第六步：將軋制后的帶材，放入液氮中重新冷卻，溫度降至-196℃；

第七步：將冷卻的材料再進行深冷軋制，壓下率維持在25-30％；

第八步：重復第六步和第七步3-5道次，成產出特定厚度的鋁鈦復合板材；

第九步：以深冷軋制的鋁鈦復合板為原料，進行1道次40-50％的室溫軋制，提高鋁鈦復合板材的結合質量。

本發明復合軋制技術目前適合鋁、鈦合金的制備。利用該技術，成功地制備了無邊裂的鋁鈦復合帶材，該復合帶材在機械減震、防彈保護、噪音屏蔽等領域具有廣闊前景。

附圖說明

圖1是本發明工藝步驟示意圖。

圖2是本發明深冷軋制制備的鋁鈦雙金屬帶材與室溫軋制的鋁鈦雙金屬帶材邊部質量比較圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。

本發明的主要原理為利用鋁合金材料低溫塑性比其室溫塑性更強的特點，將鋁/鈦/鋁復合板材先進行深冷軋制，實現軋制過程中復合板邊部沒有裂紋。然后，在最后，進行一道次的室溫軋制，使材料界面的結合強度更高，從而生產出高性能、高質量、無邊裂的鋁鈦復合板。該鋁鈦復合板材可以通過進一步熱處理，制備出鋁-鈦-金屬間化合物的多元復合板材。如圖1所示，為降低鋁鈦復合板材軋制邊裂的制備流程圖，其具體流程包括：

第一步：以鋁帶材3和鈦帶材4為原料，鋁帶材3軋制前的厚度為100μm，鈦帶材4軋制前的厚度為25μm。

第二步：將鋁帶材3和鈦帶材4加工成完全相同尺寸的尺寸，對材料表面進行除油、清除表面氧化物。

第三步：按照鋁/鈦/鋁進行疊加，對軋件頭部進行焊接。

第四步：將材料放入盛有液氮的深冷箱1中進行冷卻，冷卻過程的軋件2始終在深冷箱1中，保溫時間10分鐘，將軋件溫度降低到-196℃。

第五步：將材料取出，利用軋機5，以壓下率((H-h)/H)在25％進行深冷軋制，其中H為軋制前厚度，h為軋制后厚度。

第六步：將軋制后的帶材，放入液氮深冷箱重新冷卻，保溫時間在5分鐘，將軋件溫度降低到-196℃。

第七步：將冷卻的材料6利用軋機7，再進行深冷軋制，壓下率維持在25％。

第八步：重復第六步和第七步5道次，成產出特定厚度的鋁鈦復合板材。

第九步：以深冷軋制的鋁鈦復合板為原料，進行1道次壓下率40％的室溫軋制，提高鋁鈦復合板材的結合質量。

深冷軋制制備的鋁鈦雙金屬帶材與室溫軋制的鋁鈦雙金屬帶材邊部質量比較如圖2所示，可以看出采用室溫軋制的復合帶材邊部存在較多裂紋，而采用深冷軋制制備的復合帶材沒有邊部裂紋。

本發明中，鋁帶材3可以為純鋁或鋁合金，可行的厚度范圍為100-2000μm，鈦帶材4可以為純鈦或鈦合金，可行的厚度范圍為25-500μm，深冷的壓下率可行范圍為25-30％，室溫軋制的壓下率可行范圍為40-50％，根據實際的厚度來調整。