[發明專利]鋁板和45°銅網累積疊軋的復合板材及其制備工藝

有效

• 申請號: 201910081653.X
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109772885B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 張曉波;張全鑫;張瀟;于洋泊;任軍強
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 高志永

本發明公開了一種鋁板和45°銅網累積疊軋的復合板材的制備工藝，其將三層鋁板與兩層銅網（沿軋制方向呈45°）平鋪并以交替的順序進行疊合組坯后，在組坯兩端的邊緣用細鋼絲進行捆扎固定，將其置于箱式電阻爐進行均勻預熱處理，之后放入二輥式軋機進行軋制，即可制得初始結合的鋁銅復合板。然后將初始結合的鋁銅復合板再置于電阻爐中進行熱擴散處理后，在初始鋁銅復合板的法平面方向上將其沿中線一分為二，再進行疊合組坯、捆扎固定、均勻預熱和軋制結合，重復這一系列過程七次后，便可制得一種結合界面良好、綜合力學性能優良的復合板材。本發明制備工藝要求較為簡單，且效率高、成本低。

技術領域

本發明涉及金屬復合材料制備領域，具體涉及一種鋁板和45°銅網累積疊軋的復合板材及其制備工藝。

背景技術

作為一種常用材料，鋁具有諸多的自身優勢，例如重量輕、耐腐蝕、導電導熱性能好、塑性成型性能優越以及實用價格低等；銅是一種消費量僅次于鋁的有色金屬材料，具有延展性較好、優良的導熱、導電性、熔點低、再熔化、再冶煉簡單易捷、可回收利用成本便宜低的特點，故其在電纜、建筑、電氣、機械制造、國防等工業領域是最常用的材料。利用鋁和銅各自的優良特性，可以將其的應用價值發揮到極致。

由于鋁和銅均為面心立方結構的金屬，性能差異較小，在軋制過程中的協同變形能力相似，故累積疊軋法制備鋁銅復合板材是完全可行的。經過多次累積疊軋后，介于鋁板之間的銅網完全被破碎成小顆粒，而且其均勻分布性是其他方法所不及的，而均勻分布性的提高對提高復合材料的綜合力學性能具有非常重要的意義。通過調控鋁和銅的含量百分比和疊合層數量，在滿足各種應用環境的強度、塑性、耐磨、耐蝕性等綜合指標下，合理縮減銅網的使用量，不僅可以大大較低鋁銅復合板材的生產成本，而且還可以制備出適應多種特殊應用領域的鋁銅復合板材。然而，在軋制變形過程中出現的復合板邊緣開裂（沿軋制方向）問題，以及在之后的軋制過程中裂紋繼續擴展及延伸，這勢必會影響鋁銅界面的結合，從而直接影響復合板的力學性能，所以累積疊軋制備復合板過程中出現的邊緣開裂是很難突破的一個難題。

經文獻數據庫檢索，專利申請號為201510820064.0、名稱為“一種鋁銅雙層中厚復合板的制備方法”的發明，公開了一種將鋁管、銅管經冷碾壓、擴散退火及溫軋制備中厚復合板的方法，但是該方法中用鋼絲刷對銅管的內表面和鋁管的外表面清理勢必不均勻，以及冷碾壓過程中管壁之間的錯動，從而影響鋁銅的界面貼合；此外，在切開復合管后的展平過程中勢必會影響退火處理中擴散層距離，以及溫軋過程中很小的壓下量，不能保證界面的結合強度。上述這些方面都會對復合板綜合力學性能的提升產生消極影響。名稱為“一種鈦/鋁復合板及其制備方法”（專利號：2008510058674.1），報道了一種熱軋制備鋁-鈦-鋁三層復合板材的方法，但是由于沒有考慮到在軋制前和初次結合后對基體金屬和復合板進行時效熱處理，從而不能充分保障鋁鈦界面的結合質量。

發明內容

本發明提供了一種鋁板和45°銅網累積疊軋的復合板材及其制備工藝，解決了現有制備方法過程中復合板材界面結合強度和綜合力學性能不理想的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種鋁板和45°銅網累積疊軋的復合板材的制備工藝，包括如下步驟：

S1、沿平行于原始鋁板板材軋制方向和銅網45°方向分別將鋁板和銅網剪裁成長寬為100×50mm的尺寸；為了使銅網經軋制后盡可能均勻分散，考慮與軋制平面（最大主應力面）成45°的平面上剪應力最大，故該平面總是最先發生剪切破壞，所以本發明中銅網均保證沿板材軋制的45°方向進行剪裁

S2、將剪裁好的鋁板和銅網經鋼刷打磨、清洗等表面處理后，按照鋁+銅+鋁+銅+鋁間隔交替的順序依次進行疊合組坯，并將組坯兩端用細鋼絲捆扎固定，之后將其置于電阻爐中均勻預熱；

S3、將預熱后的組坯經二輥冷熱軋機進行軋制處理，得到初始鋁銅復合板；其中，軋制壓下量為56～60%、軋輥轉速為10r/min、整個軋制過程不采用任何潤滑劑；