[發(fā)明專利]一種鎂鋁層狀復合板及其制備方法

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• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114558903A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 馮波;馮曉偉;何佳珍;鄭開宏;羅鐵鋼;王娟;潘復生
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院新材料研究所
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;B21B1/38;B21B47/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃燕

本發(fā)明涉及層狀復合材料領域，具體而言，涉及一種鎂鋁層狀復合板及其制備方法。鎂鋁層狀復合板的制備方法包括：采用離心鑄造制備復合管坯；將復合管坯進行預處理形成復合板材；取2塊或以上相同尺寸的復合板材按照鋁層和鎂層交替間隔的方式疊放并疊軋，得到鎂鋁層狀復合板，其中，相鄰2塊所述復合板之間設置有鎳層。采用離心鑄造有助于細化復合板的晶粒尺寸，提高強度和塑性成形能力，對后續(xù)軋制變形極為有利。疊軋前復合板之間設置鎳層，避免在中高溫(350?500℃)下復合板界面處產生大量硬脆的金屬間化合物，有利于提高鎂鋁復合板的力學性能。

技術領域

本發(fā)明涉及層狀復合材料領域，具體而言，涉及一種鎂鋁層狀復合板及其制備方法。

背景技術

鎂合金是最具應用潛力的輕量化材料，具有比強度高、比剛度高、電磁屏蔽優(yōu)異、減震降噪性能好等諸多優(yōu)點，被譽為“21世紀綠色工程金屬”，但鎂合金塑性成形能力低、剛度不夠、耐蝕性差、絕對強度較低等問題極大限制其規(guī)模化應用。鋁合金是目前工業(yè)生產中應用最為廣泛的有色金屬結構材料，具有密度低、成形性好、強度高、耐腐蝕性優(yōu)異等特點。鎂鋁復合材料兼具鎂合金和鋁合金兩種金屬的自身優(yōu)勢，能夠獲得比單一材料更為優(yōu)異的綜合性能，在航空航天、汽車、交通運輸?shù)阮I域具有廣闊的應用前景，目前已成為國內外輕金屬領域的研究熱點。

傳統(tǒng)的鎂鋁復合板制備方法主要包括復合擠壓法、軋制復合法、擴散焊接法、爆炸復合法、攪拌摩擦焊接法等。由于軋制復合具有較高的生產效率，容易實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產，是目前發(fā)展最為迅速、應用最為廣泛的一種生產鎂鋁復合板的方法。由于鎂合金自身的密排六方晶體結構導致其塑性變形能力較差，加上一般的商業(yè)鎂合金板材都具有很強的基面織構，為了獲得較好的軋制成形能力，鎂合金的軋制溫度通常在300℃以上。由于鎂合金和鋁合金兩者之間存在較大的塑性變形能力差異,若使鎂合金和鋁合金在界面處實現(xiàn)良好的冶金結合，軋制溫度通常在350℃以上。從國內外文獻報道中發(fā)現(xiàn)，當熱加工溫度為350-500℃時，鎂鋁復合材料的界面處極易形成厚度為幾十微米到幾百微米的擴散層，其主要成分是以金屬間化合物Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Al₃為主，然而這些金屬間化合物都是硬脆相，會極大影響復合材料的強度和塑性。因此，如何避免中高溫下鎂鋁復合材料界面產生大量的金屬間化合物已成為國內外研究的熱點。然而，目前在中高溫(350-500℃)下制備界面無金屬間化合物的鎂鋁復合板鮮有報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種鎂鋁層狀復合板及其制備方法，旨在改善上述問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種鎂鋁層狀復合板的制備方法，制備步驟包括：采用離心鑄造制備復合管坯；將復合管坯進行預處理形成復合板材；取2塊或以上相同尺寸的復合板材按照鋁層和鎂層交替間隔的方式疊放并疊軋，得到鎂鋁層狀復合板，其中，相鄰2個所述復合板材之間設置有鎳層。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，制備復合管坯的復合方式為固-液復合。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，制備復合管坯的步驟包括：先澆注鋁合金的熔融液，待鋁合金的熔融液冷卻凝固后對其表面進行處理得到鎳合金涂層，最后再澆入鎂合金的熔融液，冷卻后得到復合管坯。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，預處理包括：將所述復合管坯沿軸線開口，而后進行矯平，矯平后進行初次軋制。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，初次軋制和疊軋的溫度分別為350-500℃，保溫時間分別為15-120min，軋制速率分別為1-10m/min，軋制變形量分別為15-50％。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，所述鎳合金涂層的厚度為1-40μm。

進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，形成所述鎳層的方式包括化學鍍鎳或電鍍鎳或添加鎳金屬夾層。