[發(fā)明專利]船體過渡接頭、鋁鋼復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710161137.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN107097899A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓銀娜;張小軍;李龍;周德敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銀邦金屬?gòu)?fù)合材料股份有限公司
• 主分類號(hào): B63B3/14
• 分類號(hào): B63B3/14;B21B1/38;B21B3/00;B23P15/00
• 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: 劉國(guó)偉,鮑曉芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船體過渡接頭領(lǐng)域，具體地，涉及一種船體過渡接頭、鋁鋼復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

鋁的密度小，比強(qiáng)度高，塑性韌性好，導(dǎo)熱和導(dǎo)電性好，而且耐蝕能力強(qiáng)。在大中型艦船以及具有特殊用途的船舶生產(chǎn)中，為了減輕船體的自重，往往將上層建筑或甲板室由鋼制結(jié)構(gòu)改為鋁制結(jié)構(gòu)，這樣不僅可以減輕船體自身的重量，提高航速；而且能夠降低船體的重心從而提高船的穩(wěn)性。

船舶鋁合金上層建筑與鋼主船體的主要連接型式為焊接，然而由于鋁合金與鋼之間有顯著的物理特性差異，及兩種金屬之間的冶金不相容性，直接采用焊接方法難以實(shí)現(xiàn)兩者的有效連接，即，要采用焊接方法實(shí)現(xiàn)鋁合金上層建筑與鋼質(zhì)船體之間的連接，必須解決鋁合金與鋼之間異種金屬焊接的難題。目前爆炸復(fù)合方法制成的鋁合金～鋼復(fù)合材料，為實(shí)現(xiàn)鋁合金上層建筑與鋼主船體的焊接提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，爆炸復(fù)合不僅會(huì)造成環(huán)境污染，而且生產(chǎn)效率低、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。此外，爆炸復(fù)合方法制作復(fù)合材料時(shí)，鋁合金與鋼板之間通常要增加一層薄工藝用板(該工藝用板可以是純鋁板或純鈦板)，在爆炸復(fù)合中，界面發(fā)生冶金反應(yīng)，產(chǎn)生脆性金屬間化合物。隨著裝藥密度的增加，界面基體金屬熔化量增加，生成的金屬間化合物變得愈加連續(xù)，其厚度亦有微量增加，導(dǎo)致復(fù)合界面的剪切強(qiáng)度明顯降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明首先提供了一種新的船體過渡接頭用鋁鋼復(fù)合材料，所述鋁鋼復(fù)合材料由鋁合金和鋼材異溫軋制復(fù)合而成，所述鋁合金為3系鋁合金或5系鋁合金，所述鋁鋼復(fù)合材料的鋁合金層和鋼層之間沒有金屬間化合物。

本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)上述鋁鋼復(fù)合材料的方法，其包括如下步驟：

準(zhǔn)備鋁合金板和鋼板；

將所述鋁合金板和所述鋼板進(jìn)行O態(tài)退火，然后去除所述鋁合金板表面及所述鋼板表面的油污，并對(duì)所述鋼板進(jìn)行打磨；

對(duì)所述鋁合金板和所述鋼板進(jìn)行異溫軋制；

將軋后的鋁鋼復(fù)合材料進(jìn)行去應(yīng)力退火。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，異溫軋制時(shí)，所述鋁合金板的軋制溫度為300℃～400℃，所述鋼板的軋制溫度為100℃～200℃。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，異溫軋制時(shí)，單道次軋制，軋制壓下率為30％～40％。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述去應(yīng)力退火的溫度為280℃～320℃，保溫時(shí)間0.5h～1.5h。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述鋁合金板的厚度為7mm～10mm，所述鋼板的厚度為3mm～5mm。

本發(fā)明還提供了一種船體過渡接頭，其原材料為上述鋁鋼復(fù)合材料。

本發(fā)明提供的船體過渡接頭用鋁鋼復(fù)合材料是由鋁合金和鋼材通過異溫軋制復(fù)合而成，實(shí)現(xiàn)了鋼層與鋁合金層的直接結(jié)合。此外，該鋁鋼復(fù)合材料的鋼層和鋁合金層之間沒有脆性金屬間化合物，鋼層和鋁合金層具有優(yōu)良的結(jié)合性能。

此外，鋁鋼復(fù)合材料表面質(zhì)量好、尺寸精度高，其生產(chǎn)過程比較環(huán)保，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種生產(chǎn)船體過渡接頭用鋁鋼復(fù)合材料的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的鋁鋼復(fù)合材料的鋁合金層金相組織圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制得的鋁鋼復(fù)合材料的鋼層金相組織圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制得的鋁鋼復(fù)合材料的界面圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2制得的鋁鋼復(fù)合材料的鋁合金層金相組織圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2制得的鋁鋼復(fù)合材料的鋼層金相組織圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2制得的鋁鋼復(fù)合材料的界面圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例3制得的鋁鋼復(fù)合材料的鋁合金層金相組織圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例3制得的鋁鋼復(fù)合材料的鋼層金相組織圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例3制得的鋁鋼復(fù)合材料的界面圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供的船體過渡接頭用鋁鋼復(fù)合材料是由鋁合金和鋼材通過異溫軋制復(fù)合而成，實(shí)現(xiàn)了鋼層與鋁合金層的直接結(jié)合。此外，該鋁鋼復(fù)合材料的鋼層和鋁合金層之間沒有脆性金屬間化合物，鋼層和鋁合金層具有優(yōu)良的結(jié)合性能，平均抗剪強(qiáng)度高于65MPa。