[發明專利]一種增強異質金屬復合板連接強度的方法

有效

• 申請號: 201910471119.X
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110064657B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 邵斌;宗影影;唐偉;徐振海;單德彬;郭斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種增強異質金屬復合板連接強度的方法。本發明涉及一種增強異質金屬復合板連接強度的方法。本發明是為了解決目前異質金屬復合板，如Ti合金/Mg合金、Ti合金/Al合金以及鋼/Mg合金等物化性能差異較大，且冶金反應困難的異質金屬復合板連接強度低、易開裂的問題。方法：一、在相對硬質金屬板上加工出自鉚接預制孔；二、清洗異質板材表面；三、板材軋制；四、后續熱處理，去除殘余應力。通過在相對強度和硬度較大的金屬板上制備一定數目的自鉚接預制孔，使得在復合板軋制生產過程中不僅僅產生冶金結合，利用部分軟質金屬填充自鉚接構型來形成機械鉚接結合，極大的提高了異質金屬復合板的連接強度，提高了復合板的質量。

技術領域

本發明涉及一種增強異質金屬復合板連接強度的方法。

背景技術

復合板是目前結構材料輕量化和實現多重性能的重要途徑之一。特別是異質金屬復合板在兼顧輕量化的同時還擁有不同的物理、化學和力學性能，在航空航天、先進裝備、高端產品上有著廣泛的應用和迫切的需求。譬如鈦合金具有比強度高、比剛度高和耐腐蝕的優點，鎂合金具有輕質、消震、價格低廉的優點，Ti/Mg復合板可以同時發揮兩種合金的優勢，滿足航天領域骨架類構件高強輕質需求，或者潛艇殼體耐蝕、輕質和消震的需求。但是異質金屬復合板由于組成合金的物理、化學和力學性能差異較大，特別是Ti/Mg等合金的冶金反應困難，使得異質金屬復合板的結合強度較低，容易產生開裂和未焊合等缺陷，嚴重影響異質金屬復合板的質量和使用性能。

發明內容

本發明是為了解決目前異質金屬復合板，如Ti合金/Mg合金、Ti合金/Al合金以及鋼/Mg合金等物化性能差異較大，且冶金反應困難的異質金屬復合板連接強度低、易開裂的問題，而提供一種增強異質金屬復合板連接強度的方法。

本發明一種增強異質金屬復合板連接強度的方法按以下步驟進行：

一、預制孔的制備：準備兩種合金板材，兩種合金板材分別記為合金板材Ⅰ和合金板材Ⅱ，且合金板材Ⅰ的硬度大于合金板材Ⅱ；在合金板材Ⅰ的一面均勻加工出若干個預制孔；

二、表面清理：采用機械拋光的方式對合金板材Ⅰ加工有若干個預制孔的一側進行均勻拋光，并依次采用酒精和丙酮進行清理；

三、熱軋成形：將合金板材Ⅰ和合金板材Ⅱ對齊并固定好，然后放到保溫爐中在溫度為合金板材Ⅱ的再結晶溫度以上保溫10～30min，待板材溫度均勻后在熱軋機上進行軋制，軋制量為40～80％，軋制道次為1次，得到軋制復合板；

四、后續熱處理：將軋制復合板放到熱處理爐中進行退火處理，退火后冷卻至室溫，得到異質金屬復合板。

本發明的有益效果：

本發明通過在硬質板材的一面添加預制孔來提高軋制異質金屬復合板的結合強度，獲得機械與冶金雙重結合的質量優異且結合強度高的異質金屬復合板材。以Al合金/Mg合金異質金屬復合板為例，在硬質的Al合金板一面預制一定數量的預制孔，利用軟質金屬Mg合金填充預制孔而形成機械鉚接來提高Al合金/Mg合金異質金屬復合板的連接強度。其主要原理是軋制過程中Mg合金相對較軟，會產生較大的變形，當遇到Al合金板上的預制孔時，在軋輥壓力作用下會向預制孔中流動。而Al合金板也會因軋制而發生變形，在Al合金金屬預制孔和Mg合金金屬的共同變形和相互作用下，填充的Mg合金金屬會牢牢的嵌入進Al合金板預制孔中，形成強力的機械咬合，形成機械鉚接，該鉚接的強度要遠高于冶金結合。在預制板上均勻的排布上一定數量的預制孔，可以使得整塊Al合金/Mg合金異質金屬復合板強度得到大幅度的提高。即通過自鉚接預制孔可以提高Al合金/Mg合金異質合金板材的連接強度，獲得高連接強度性能優異的異質金屬復合板。

附圖說明

圖1為實施例步驟一加工出若干個預制孔的鋁合金板材的示意圖；

圖2為實施例中預制孔的透視圖；