[發(fā)明專利]一種制備多組元復(fù)合帶材的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710448351.2
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107377617B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻海良;崔曉輝;王青山
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B15/00;C22F1/04;C22F1/18
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種制備多組元復(fù)合帶材的方法，將鈦箔和鋁板帶材加工成相同尺寸的片材，按照鋁板帶材/鈦箔/鋁板帶材/鈦箔/…/鋁板帶材進行堆疊，通過電焊將前端進行焊合，采用鍛壓機進行壓應(yīng)力除氣，然后進行疊軋，再進行進一步軋制，重復(fù)軋制直至達(dá)到要求的帶材厚度，將軋制的復(fù)合金屬帶材進行熱處理，得到鋁/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鈦/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁/鈦鋁金屬間化合物/鈦/…/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁層狀復(fù)合帶材，本發(fā)明利用疊軋的方式制備超細(xì)晶金屬復(fù)合帶材，利用熱處理工藝控制金屬界面的金屬間化合物尺寸、分布與形貌，最終獲得多組元的層狀復(fù)合帶材，該層狀復(fù)合帶材在航空航天、隔音降噪、汽車輕量化等領(lǐng)域具有廣闊前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合金屬材料軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備多組元復(fù)合帶材的方法。

背景技術(shù)

鋁合金與鈦合金由于密度低、比強度高，在工程制造領(lǐng)域擁有廣泛的用途。鈦/鋁金屬復(fù)合帶材進行適當(dāng)?shù)臒崽幚碇螅阝伵c鋁合金界面會形成鈦鋁金屬間化合物。金屬-金屬間化合物-金屬層狀結(jié)構(gòu)材料在高吸收沖擊沖擊能力強、高阻尼減震性能及沖擊能量吸收率、隔音降噪等優(yōu)點。得到科學(xué)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。

隨著復(fù)合材料的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)三元結(jié)構(gòu)材料兼具有很好的強度和韌性，因而得到人們的關(guān)注。以前，對于三元金屬復(fù)合材料一般通過粉末冶金的方式進行制備。然而，采用粉末冶金制備各工序非常復(fù)雜，在各組元材料均勻分布等存在很多難以控制的外在因素，因而嚴(yán)重制約了三元金屬復(fù)合材料的生產(chǎn)效率、以及需要花費相對很高的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種多組元復(fù)合帶材的制備方法，利用復(fù)合帶材軋制和適當(dāng)熱處理工藝，制備得到高質(zhì)量的超細(xì)晶鈦(金屬)、鈦鋁金屬間化合物顆粒(強化相粒子)、粗晶鋁合金的三組元復(fù)合帶材，并擴展制備鋁/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鈦/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁/鈦鋁金屬間化合物/鈦/…/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁的多組元復(fù)合帶材，在微觀情況下，該復(fù)合材料鈦、鋁之間以鈦鋁金屬間化合物顆粒為主。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種制備多組元復(fù)合帶材的方法，包括如下步驟：

第一步：以鈦箔和鋁板帶材為原料；

第二步：將鈦箔和鋁板帶材加工成完全相同尺寸的片材；

第三步：按照鋁板帶材/鈦箔/鋁板帶材/鈦箔/…/鋁板帶材進行堆疊，通過點焊將堆疊后材料前端進行焊合；

第四步：將焊合后材料采用鍛壓機進行壓應(yīng)力除氣，將各層界面處的空氣排除；

第五步：將除氣后材料進行疊軋，第一道次壓下率在40％-60％之間，使各層材料得到很好地焊合；

第六步：將材料進行進一步軋制，單道次軋制壓下率控制在20％-30％之間；

第七步：將材料取出，重復(fù)第六步，直至達(dá)到要求的帶材厚度，軋件總壓下率控制在90％-95％；

第八步：將軋制的復(fù)合金屬帶材進行熱處理，得到鋁/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鈦/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁/鈦鋁金屬間化合物/鈦/…/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁層狀復(fù)合帶材。

所述第一步中，鈦箔軋制前的厚度為25-100μm，鋁板帶材軋制前的厚度為0.1-1mm。

所述第八步中，熱處理溫度控制在450℃-600℃，熱處理時間為18-24小時。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用疊軋的方式制備超細(xì)晶金屬復(fù)合帶材，利用熱處理工藝控制金屬界面的金屬間化合物尺寸、分布與形貌。最終獲得多組元的層狀復(fù)合帶材：鋁/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鈦/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁/鈦鋁金屬間化合物/鈦/…/鈦鋁金屬間化合物顆粒/鋁。該層狀復(fù)合帶材在航空航天、隔音降噪、汽車輕量化等領(lǐng)域具有廣闊前景。