[發明專利]一種可強化結合界面變形行為的金屬復合板軋制方法

在審

• 申請號: 202110316949.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113020260A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 馮光;馬曉寶;郜豪杰;張恒;申依倫
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B21B1/38
• 分類號: B21B1/38;B21B47/00;B21B45/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及金屬復合板制備技術領域，具體是一種可強化結合界面變形行為的金屬復合板軋制方法，旨在解決采用現有軋制方法制成的金屬復合板界面結合強度低的技術問題。采用如下技術方案：一道次采用波紋輥軋機軋制基板和復板，其中上輥采用交叉波紋輥，下輥采用有單向波紋的單向波紋輥，可得到上表面為交叉波紋面、下表面為單向波紋面、結合界面為復雜交叉波紋面的金屬復合板，二道次采用平輥軋機將上下表面軋平。相比于傳統軋制方法，該方法軋制工藝簡單，通過波紋輥軋機的使用可以強化金屬復合板結合界面處的變形行為，更大限度地促進兩種金屬原子的擴散，形成牢固結合，還能夠減小板材翹曲并抑制邊裂。

技術領域

本發明涉及金屬復合板制備技術領域，具體是一種可強化結合界面變形行為的金屬復合板軋制方法。

背景技術

金屬復合板是由兩層或者多層異質金屬經特殊工藝加工疊合在一起，實現界面冶金結合的復合材料。板材達到冶金結合后，不僅具有耐磨、耐腐蝕、耐氧化、使用壽命長等特點，還具有高強韌性、耐沖擊、可拉伸等優良力學性能，同時還能夠節約貴重金屬材料、降低生產成本。因而被廣泛應用于航空航天、石油化工、船舶、電力、機械制造等各個領域。鑒于層狀金屬復合板低成本和高性能的完美結合，而且還可以根據不同領域的使用要求調整復合層的材料和厚度，市場潛力大，生產成本低，具有巨大的經濟效益和社會效益。

目前金屬復合板的制造方法有爆炸復合法、擴散復合法、熱/冷軋復合法等。其中爆炸復合法和擴散復合法普遍存在界面結合率低、結合不均勻、污染環境等缺點，相比之下熱/冷軋復合法具有生產效率高、尺寸精度高、性能穩定、低污染、低能耗等優點，得到了迅速的發展并且潛力巨大。但是，由于兩種不同金屬性能上的差異，軋制過程中材料延伸率不同，采用現有方法制成的金屬復合板存在結合強度低、殘余應力大、翹曲嚴重、成材率低等問題。

發明內容

本發明旨在解決采用現有軋制方法制成的金屬復合板界面結合強度低的技術問題。為此，提出一種可強化結合界面變形行為的金屬復合板軋制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種可強化結合界面變形行為的金屬復合板軋制方法，包括以下步驟：

S1、制坯：選取變形抗力相對較小的金屬板為基板，選取變形抗力相對較大的金屬板為復板，基板與復板的厚度比值為1~5，將復板堆疊放置在基板的正上方壓緊并將邊緣固連，得到金屬復合板板坯；

S2、一道次軋制：采用冷軋工藝時，直接將步驟S1制得的金屬復合板板坯送入波紋輥軋機進行軋制，采用熱軋/溫軋工藝時，將步驟S1制得的金屬復合板板坯先放入加熱爐加熱至適當溫度后再送入波紋輥軋機進行軋制，所述軋機的上輥采用交叉波紋輥、下輥采用單向波紋輥，所述交叉波紋輥的表面是由橫向波紋（即波紋方向與軋制方向垂直）和縱向波紋（即波紋方向與軋制方向平行）交叉形成的曲面，所述單向波紋輥的表面是由橫向波紋或縱向波紋形成的單向波紋曲面，本工序加工得到上表面為交叉波紋面、下表面為波紋面、結合界面為復雜交叉波紋面的金屬復合板I；

S3、二道次軋制：采用冷軋工藝時，直接將步驟S2得到的金屬復合板I送入平輥軋機進行軋制，采用熱軋/溫軋工藝時，將步驟S2得到的金屬復合板I先放入加熱爐加熱至適當溫度后再送入平輥軋機進行軋制，所述平輥軋機的上輥和下輥均為平輥，本工序加工得到上、下表表面為平面而結合界面為復雜的交叉波紋面的金屬復合板II；

S4、退火；

S5、精整：校直后切邊，制成成品。

本發明的有益效果是：

1）本發明的軋制方法在一道次軋制時，選用軋機的上下輥分別為交叉波紋輥和單向波紋輥，軋制過程中可以在基板和復板結合界面處產生復雜的網狀結合界面，并且金屬在特定輥形的作用下，會產生強烈的擠壓行為，金屬擴散加劇，能夠顯著提高兩種金屬板材的結合強度；