[發明專利]金屬復合材料的超塑性成型方法及裝置

在審

• 申請號: 202010719931.2
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN112207133A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 朱敏琪;楊尚磊;白易山;范聰;房郁;黃玉寶;孟玄;顧佳星;段晨風
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B47/00
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征是：熔點不同的金屬材料復合成型，是將熔點低的金屬材料的待復合面加熱到超塑性狀態或者熔融狀態，保持所述狀態經加壓軋制得到金屬復合材料。

2.根據權利要求1所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述金屬材料復合成型為板材-板材或者管材-管材的金屬材料進行復合。

3.根據權利要求2所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述金屬材料的厚度在1mm以上，所述厚度是沿著待復合面法線方向測量。

4.根據權利要求3所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述金屬材料的材料延伸率大于6％。

5.根據權利要求4所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述超塑性狀態是指：金屬材料的待復合面伸長率達到室溫狀態的150％以上，斷面收縮率＞2％。

6.根據權利要求5所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述待復合面加熱到超塑性狀態是指：處于超塑性狀態的金屬的深度≥0.2mm且不超過厚度的50％，寬度≥3mm；所述待復合面加熱到熔融狀態是指：處于熔融狀態的金屬的深度≤1mm且不超過厚度的50％；所述深度指從待復合面一側沿著待復合面法線方向測量。

7.根據權利要求6所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述加熱采用可控激光掃描、電磁感應加熱、微波加熱、燃燒加熱、電子束加熱、電弧加熱、等離子弧加熱或超聲波加熱；所述加壓軋制的工藝參數為：軋輥擠壓比的范圍為5～7，軋輥和滾輪的半徑相同，軋輥和滾輪的轉速為200～250r/min，半徑為50～500mm。

8.根據權利要求6所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述加壓軋制的工藝參數為：軋輥和滾輪的半徑不相同，軋輥與滾輪的線速度一致。

9.根據權利要求1所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述金屬復合材料中兩種金屬材料的結合強度不低于兩種金屬材料中較低抗拉強度的90％。

10.根據權利要求1～9中任一項所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述加壓軋制后還經過溫度為200～550℃，時間為2～48h的退火處理得到金屬復合材料。

11.根據權利要求10所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述金屬復合材料為板材時，加壓軋制后還進行平整處理和拋光處理。

12.根據權利要求2所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述金屬材料復合成型為板材-板材的金屬材料進行復合時，采用可控激光掃描加熱待復合面，具體為：開啟導引激光確認激光光束輻照在熔點低的板材表面，開啟激光掃描器隨后開啟滾輪，采用平行線掃描對熔點低的板材進行加熱，當熔點低的板材的待復合面為超塑性狀態或者熔融狀態時，將熔點低的板材與熔點高的板材的待復合面經加壓軋制得到金屬復合材料。

13.根據權利要求12所述的金屬復合材料的超塑性成型方法，其特征在于，所述可控激光掃描的激光掃描速度大于500mm/s，激光光斑直徑大于等于500μm，掃描加熱寬度不小于3mm，激光功率為能夠使熔點較低的金屬材料達到熔化溫度的功率的90％以上。

14.一種金屬復合材料的超塑性成型裝置，其特征是：包括軋輥、激光噴頭和電動滾輪；軋輥用于將金屬材料進行加壓軋制，1對以上的電動滾輪用于傳送其中一種金屬材料，并傳送金屬材料至軋輥處的復合面；所述激光噴頭中射出的激光，輻射在復合面處熔點低的金屬材料的待復合面上，使加壓軋制時待復合面處于超塑性狀態或者熔融狀態。