[發明專利]Al/Cu/Mg復合板材軋制制備方法

有效

• 申請號: 201810971874.X
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109174966B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 盧立偉;項瑤;盛坤;劉曉燁;馬旻;吳志強;蔡志華
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B9/00;B21B47/00;B21B37/46;B21B37/58;B21B37/74;B21B37/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

本發明公開了一種Al/Cu/Mg復合板材軋制制備方法，包括如下步驟：1）對鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料進行均勻化處理；2）在鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料和橫向銅網上相對應的位置開槽；3）將鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料去除表面的氧化層，并進行表面打毛處理，然后用超聲波清洗機加無水乙醇清洗并吹干，防止復合材料界面結合處有雜質；4）將坯料按鋁合金或純鋁坯料、橫向銅網、鎂合金坯料、橫向銅網、鋁合金或純鋁坯料的順序堆疊在一起，并在堆疊在一起的坯料槽中插入縱向銅網，形成組合坯料；5）冷軋；6）熱軋；7）疊軋。本發明既可以提高鎂鋁復合板的界面結合強度，也能增加材料的抗沖擊韌性，從而提高復合材料的綜合力學性能。

技術領域

本發明屬于復合材料生產技術領域，具體是涉及一種 Al/Cu/Mg復合板材軋制制備方法。

背景技術

鎂及鎂合金具有密度小（約1.7g/cm³），是目前金屬結構材料中最輕的材料，但是其耐蝕性差。鋁合金以及純鋁的抗腐蝕性能好。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。Al/Mg/Al疊層復合材料兼具了兩種合金的優異性能，既彌補了鎂合金耐蝕性差的缺點又達到了鋁合金或純鋁坯料輕量化的效果，具有廣闊的應用前景。鎂鋁在420℃左右的復合軋制變形中，疊層復合板界面結合處會出現脆性的Mg₁₇Al₁₂相和Mg₃Al₂相組成的擴散層，降低復合材料的界面結合性能以及抗沖擊性能等，因此形成牢固的結合界面是實現金屬復合軋制的關鍵。近年來對金屬疊層復合材料的研究，主要是集中在如何提高金屬疊層復合材料界面的結合性能方面，如選擇合適的表面預處理、軋制溫度、壓下率、軋制速度及軋制后熱處理工藝等，有關在鎂鋁板材的界面結合處增加一種中間物質進行軋制制備復合材料，使其增強界面結合的能力，達到提高復合材料的綜合力學性能的研究鮮有報道。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種既能夠增強鎂鋁復合板材的界面結合強度，又能夠提高板材的抗沖擊性能的Al/Cu/Mg復合板材軋制制備方法，從而綜合提高復合材料的力學性能。

本發明采用的技術方案是：

一種Al/Cu/Mg復合板材軋制制備方法，包括如下步驟：

1）將鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料放入熱處理爐中進行均勻化處理；

2）在鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料和橫向銅網上相對應的位置開槽；使得鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料和橫向銅網堆疊后，鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料和橫向銅網上的槽能夠重合；

3）將鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料去除表面的氧化層，并對鋁合金或純鋁坯料、鎂合金坯料打毛；所用坯料用超聲波清洗機加無水乙醇進行清洗，然后使用風扇或吹風機對洗過的板面進行干燥處理，防止界面結合處有雜質；

4）將坯料按鋁合金或純鋁坯料、橫向銅網、鎂合金坯料、橫向銅網、鋁合金或純鋁坯料的順序堆疊在一起，并在堆疊在一起的坯料槽中插入縱向銅網，形成組合坯料；然后用錫箔紙將板塊包嚴；

5）將步驟4得到的物料置于軋機冷軋，軋機軋輥的轉速為10-40r/min，壓下量為10％～15％；

6）冷軋后的復合板材重新用錫箔紙包嚴，在真空或具有還原性保護氣體的條件下，加熱至350℃～500℃，保溫時間20～60min，使復合板材受熱均勻，進行壓下量為50％～65％的熱軋變形，空冷至室溫；

7）疊軋，疊軋具體操作如下：將步驟6）得到的復合板材去除表面的氧化層，并將復合板材表面打毛，再用無水乙醇進行沖洗吹干；將兩塊復合板材疊放在一起，并進行端部鉚接固定；并用錫箔紙包嚴，在真空或具有還原性保護的條件下，加熱溫度至350℃～500℃，保溫時間為20～60min，使復合板材受熱均勻，進行壓下量為45％～55％的軋制變形；將該步驟新得到的復合板材替代步驟6）得到的復合板材，多次重復復合板材的疊軋。