[發明專利]一種增強異種金屬復合板復合效果的軋制方法

在審

• 申請號: 201910725273.5
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110369503A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 馬立峰;王怡博;劉鵬濤;支晨琛;趙廣輝
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 宋平

本發明公開了一種增強異種金屬復合板復合效果的軋制方法，屬于金屬軋制領域，所述軋制方法首先對金屬復合板軋制規程進行標定，然后利用四輥軋機對復合板進行第一次軋制，然后根據給定工藝(改變板坯軋制方向)進行第二次軋制。通過本發明所述軋制方法得到的異種金屬復合板，既有效減少了傳統軋制過程中復合界面化合物和缺陷物較多的問題，而且能將結合面層氧化物和缺陷化合物壓碎并以不連續彌散分布開來增強界面結合強度，同時解決了軋制過程中所需軋制壓力的問題。

技術領域

本發明涉及金屬軋制技術領域，特別是涉及一種增強異種金屬復合板復合效果的軋制方法。

背景技術

異種金屬復合材料是指通過物理冶金或者化學方法結合把兩種及兩種以上性能各不相同的金屬材料成為有機整體來達到各項物理及化學性互補的目的。異種金屬復合材料包括眾多金屬種類的組合，常見的有碳鋼/不銹鋼、鋁合金/鎂合金與鋁/銅等。在當今大力倡導資源節約型社會建設的潮流中，異種金屬復合材料突出其明顯優勢，首先在不影響材料使用性能的情況下，異種金屬復合材料減少了稀有金屬的消耗，降低了成本；其次改善了單一金屬材料很難達到的性能要求。通過合理的材料設計可以充分發揮各組元材料的優異特性，使復合材料具有良好的綜合性能，因而在航空、石油、化工、造船等工業領域中得到廣泛應用。

經過長期的技術開發，多種工藝可以用來制備異種金屬復合材料，包括熱壓擴散連接、軋制復合和擠壓復合等工藝，其中應用較多的主要是加熱軋制復合方法，多數金屬材料可通過此方法來實現固態復合，如碳鋼/不銹鋼、碳鋼/鋁和銅/鋁等。根據壓力復合技術的原理，多層金屬連接界面必須發生較大的塑性變形才可以保證異質金屬之間形成冶金結合的連接狀態。但金屬材料利用加熱軋制復合方法時，往往采用單路徑多道次軋制，此過程中容易發生原子反應形成多種金屬間化合物。例如在銅鋁復合板軋制過程中，由于溫度和界面層元素相互擴散的影響，會生成5種硬脆性很高的化合物，依次是Cu₉Al₄、Cu₄Al₃、Cu₃Al₂、CuAl、CuAl₂；在鈦/不銹鋼復合板中，850℃會生成TiC化合物，在950℃時，部分TiC化合物會分解，同時生成Ti-Fe化合物。這些化合物的存在及厚度會直接影響界面層塑性變形性能，從而影響復合界面的連接強度。因此單路徑多道次的加熱軋制復合方法無法避免在加熱條件下復合界面原子反應的弊端。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提出一種增強異種金屬復合板復合效果的軋制方法，使得軋制得到的異種金屬復合板不僅可以將結合面處金屬表面撕裂，互相擴散來達到更好復合的目的，而且能將結合面層氧化物和缺陷化合物壓碎并均勻彌散分布來增強復合結合強度，同時也解決了軋制過程中所需軋制力的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

S1、對異種金屬復合板軋制規程的方向進行標定，然后利用四輥軋機進行第一次軋制。

S2、將第一次軋制后的復合板再按照軋制規程的方向進行第二次軋制(小壓下量)。作為本發明的進一步改進，步驟S1中第一次軋制的軋輥溫度為室溫，軋制溫度為300℃～1200℃，軋制速度為1m/s—1.5m/s，上下輥速比為1.0，壓下率在25％—50％，道次數為1。

作為本發明的進一步改進，步驟S2中第二次軋制的軋制速度為1m/s—1.5m/s，上下輥速比為1.0，每一道次壓下率在10—25％，道次數為4。后續沿一個方向軋制到復合成品規格要求，軋制工藝完成。

作為本發明的進一步改進，步驟S1中所述的軋制規程是指：第一次軋制規程的方向為X，與X方向依次順時針旋轉90°、180°、270°方向分別為Y、-X、-Y方向。

作為本發明的進一步改進，步驟S2中按照所述的軋制規程進行第二次軋制是指以下的軋制方式：

軋制方向依次沿Y、-X、-Y、X方向各軋制1道次，共4道次。