[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材及其軋制成型方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310138903.5
• 申請(qǐng)日: 2023-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN116422701A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈燚;李宗澤;韓建超;王濤;任忠凱;張志雄;衛(wèi)俊鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B21B1/38
• 分類號(hào): B21B1/38;B21B37/46;B21B37/56;B21B47/00;B32B15/20;B32B15/01
• 代理公司: 北京盛詢知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 張先蓉

本發(fā)明公開一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋁?鉭復(fù)合型金屬板材及其軋制成型方法，屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。所述輕質(zhì)高強(qiáng)鋁?鉭復(fù)合型金屬板材包括鋁合金板層、純鋁中間層和純鉭板層。包括以下步驟：1)將選定的鋁合金板、純鋁板和純鉭板進(jìn)行退火處理，并將預(yù)結(jié)合面進(jìn)行磨拋處理，獲得表面平整光潔、無(wú)氧化的板材；2)將鋁合金板、純鋁板和純鉭板按順序堆疊，對(duì)得到的組合板加熱至450℃并保溫15?30min，然后進(jìn)行一道次大壓下軋制成型，即得輕質(zhì)高強(qiáng)鋁?鉭復(fù)合型金屬板材。本發(fā)明在保證輕質(zhì)高強(qiáng)的前提下，提高了板材的結(jié)合強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材及其軋制成型方法。

背景技術(shù)

探測(cè)器既需要面臨強(qiáng)輻射，例如銀河宇宙射線、太陽(yáng)電磁輻射、太陽(yáng)宇宙射線和宇宙微波背景輻射等，同時(shí)還需要面臨減重的需求。因此提供輕質(zhì)、穩(wěn)定性、防輻射等要求的高性能金屬零部件是至關(guān)重要的。

目前主要采用鋁和鉭疊加的方式作為輻射屏蔽罩的材料，鋁對(duì)于高能電子的屏蔽性好，而鉭對(duì)于中子流和質(zhì)子流屏蔽性好，同時(shí)考慮到單層金屬隨著厚度的增加，屏蔽效果的邊際收益會(huì)降低，故選擇鋁-鉭復(fù)合板材組合的方式。目前，鋁-鉭復(fù)合金屬板的生產(chǎn)，主要采用固固復(fù)合法、固液復(fù)合法和液液復(fù)合法。其中，擴(kuò)散焊接法壓力小，不產(chǎn)生宏觀塑性變形，結(jié)合強(qiáng)度較低，適合焊后不再加工的精密零件。爆炸復(fù)合法噪音大、安全隱患大、生產(chǎn)效率低，不利于精確控制。擠壓拉拔法連續(xù)性較差，僅適用于金屬?gòu)?fù)合管、棒、線材。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材及其軋制成型方法，該工藝簡(jiǎn)單，制備的材料強(qiáng)度高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

一種輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材，所述輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材包括鋁合金板層、純鋁中間層和純鉭板層。

進(jìn)一步地，所述鋁合金板層的厚度為2.5-4.5mm；所述純鋁中間層的厚度為0.1-0.5mm；所述純鉭板層的厚度為0.5-2.5mm。

本發(fā)明還提供一種所述的輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材的軋制成型方法，包括以下步驟：

1)將選定的鋁合金板、純鋁板和純鉭板進(jìn)行退火處理，并將預(yù)結(jié)合面進(jìn)行磨拋處理，獲得表面平整光潔、無(wú)氧化的板材；

2)將鋁合金板、純鋁板和純鉭板按順序堆疊，對(duì)得到的組合板加熱至450℃并保溫15-30min，然后進(jìn)行一道次大壓下軋制成型，即得輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材。

進(jìn)一步地，步驟1)中，所述退火處理溫度為200-300℃，其中，鋁合金板退火時(shí)間為1-3h，純鋁板退火時(shí)間為1-2h，純鉭板退火時(shí)間為2-5h。

進(jìn)一步地，步驟1)中，所述磨拋處理具體是：首先采用角磨機(jī)對(duì)材料表面進(jìn)行粗糙化處理，然后進(jìn)行噴砂，最后再進(jìn)行表面清洗。

進(jìn)一步地，步驟2)中，堆疊后得到的組合板用鋁制鉚桿進(jìn)行鉚固。

進(jìn)一步地，步驟2)中，加熱保溫過(guò)程中，對(duì)加熱爐進(jìn)行抽真空并通入氬氣。

進(jìn)一步地，步驟2)中，所述軋制成型過(guò)程中的參數(shù)控制為：軋輥的速度范圍為50-70r/min，控制軋下量為60-70％。

本發(fā)明還提供一種所述的輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材作為探測(cè)器材料的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明通過(guò)加純鋁中間層的方式對(duì)鋁-鉭復(fù)合板進(jìn)行單道次軋制，在保證輕質(zhì)高強(qiáng)的前提下，提高了板材的結(jié)合強(qiáng)度，減去了板材的軋制后的退火處理，能夠有效防止板材的氧化。

該輕質(zhì)高強(qiáng)鋁-鉭復(fù)合型金屬板材的復(fù)合強(qiáng)度大(≥80Mpa)，鋁-鉭兩種復(fù)合金屬板不易剝離，延伸率好(≥200％)。