内层含槽叠层复合金属板材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内层含槽复合金属板材的制备方法，所述的复合金属板材包括设置在两块金属板之间的金属管，所述的金属板复合连接，其中金属板与金属管的材质选择铜、铝、钢等金属中的任意一种，金属管中需填充低熔点合金或金属粉末。相比于机械加工、铆接、涂覆粘结剂等在板内形成槽孔的加工工艺，本发明专利技术更加简单，结合强度更高；不仅能够加工大尺寸的板材，还能够进行规模化批量生产；制备的复合金属板为内层含槽孔的复合金属板材，内层孔可进行布线或者通入一些冷却液体，充分提高了材料的空间利用率，使其应用范围更加广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内层含槽复合金属板材的制备方法，属于复合金属板材领域。
技术介绍
由于科学技术的迅速发展，单一材料已很难满足现代工业对于材料综合性能的要求，双金属复合材料可以在设计上综合各组元的优点，使材料拥有优良的综合性能，而且适用面广，近年来受到各国越来越多的关注。金属复合轧制板材有铝钢，铜钢，铜铝等多种双金属组合类型。以铜铝复合轧制板材为例，其不仅具有铜材的高导电、导热率，同时具有铝材的质轻、耐腐蚀、美观、经济等优点，铜铝层状复合材料可以在减轻40％质量的前提下达到与铜材相差无几的高导电、导热率，同时价格只有铜材的60％。因此，铜铝复合材料正逐渐被开发，并应用在电子、电气、电力、冶金、机械、汽车、能源等领域，具体的应用包括铜包铝电缆、散热翅片、复合接头、电子封装等。现在层状金属材料的制备方法，有爆炸焊接复合、轧制复合和爆炸－轧制复合等几种主流的加工制备方法，其在理论研究和应用方面都有了很大的发展，这里主要介绍一下轧制复合的方法。根据轧制复合温度参数，轧制复合法可分为热轧复合法和冷轧复合法；冷轧复合法中，根据轧机轧辊的转速或辊径的差异，可分为等辊径等辊速复合法和异步轧制复合法。轧制复合法的主要机理就是采用轧辊大压力作用下，使两种或者两种以上的金属待复合表面产生较大的塑性变形，表面的硬化层塑性很差会产生破裂，新鲜而活化的金属从待复合表面的裂缝中挤出，从而能够获得牢固结合的一种工艺。相比于冷轧，热轧复合法是将待复合的金属坯料加热到一定温度，对其施加大的压下量进行轧制变形，在受到热和力的同时作用而使不同金属复合的一种工艺方法。热轧和冷轧复合法都有其自身的优点和缺点，因此在合理选择轧制复合工艺的时候要根据实际所需要的性能与成本进行选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种内层含槽复合金属板材的制备方法。本专利技术的目的是按如下技术方案实现的：一种内层含槽复合金属板材，包括设置在两块金属板之间的金属管，所述的金属板复合连接。所述的金属板与金属管的材质选择铜、铝、钢等金属中的任意一种。所述的金属管的个数为1根以上。一种制备上述结构的内层含槽复合金属板材的方法，包括如下步骤：A：表面处理：对退火处理过的金属板和金属管去油污、表面磨砂；B：组料：在金属管中填充低熔点金属粉末后，密封，将密封后的金属管置于两块金属板之间，将金属管固定在两块金属板之间；C：复合轧制：将两块金属板固定后进行轧制，在一定的压下量下将金属板进行复合；D：高温处理：将低熔点金属粉末熔化；E：扩散退火：对复合后的金属板进行扩散退火处理；F：表面精轧：对退火后的复合金属板表面精轧，制得成品。步骤A中，当金属板和金属管的材质为钢时，其退火温度为640℃6660℃，退火时间为30min；当金属板和金属管的材质为铜时，其退火温度为440℃6400℃，退火时间为30min；当金属板和金属管的材质为铝时，其退火温度为260℃6320℃，退火时间为30min。步骤B中，金属管的固定方式有以下几种：预先在金属板上与金属管接触的一面铣削两条槽；或把金属管采用焊接的方法固定在其中一块金属板上；或采用粘结剂将金属管固定在金属板上。步骤B中，低熔点金属粉末是指熔点低于铝的金属或共晶合金粉末。步骤C中，金属板的固定采用铆接或焊接。步骤C中，冷轧时至少需要经过一道次轧制，第一道次轧制压下量至少为40％，总压下量控制在44％670％之间。步骤E中，复合金属板的扩散退火温度为4406440℃，退火时间为10630min。与现有技术相比，本专利技术的优点是：一、相比于机械加工、铆接、涂覆粘结剂等在板内形成槽孔的加工工艺，本专利技术所述的方法更加简单，结合强度更高；二、本专利技术不仅能够加工大尺寸的板材，还能够进行规模化批量生产；三、本专利技术制备的带金属管的的复合板材，可在金属管内进行布线或者通入一些冷却液体，充分提高了材料的空间利用率，使其应用范围更加广阔。说明书附图图1为本专利技术的内层含槽孔叠层金属复合板材的横截面结构图。其中：1-金属板(金属1)，2-金属管(金属2)具体实施方式内层含槽复合轧制板材，其应用非常广泛，可在军事、民用、建筑等领域发挥极其重要的作用。例如，其可在坦克等军事装备上发挥相当大的作用，用于坦克的外壳，可以减轻坦克的重量，用于制作发动机所处周围的机壁，在孔中通入冷却液体，可以降低坦克发动机的温度，延长坦克相关部件的使用寿命，在电子装备中，还可以通过板材中的槽孔进行布线，节省空间，并且可避免电线外皮剥落导致的短路；在民用及建筑领域，通过使用带槽板材，增加板材的导热、导电等相关性能，还可以减轻重量，另外这些槽孔还可以布线，避免需要布线而要进行的打孔工作。相比于复合轧制的方法，也可以按传统的加工方法制备复合金属板材，例如可采用机械加工、铆接、涂覆粘结剂的方式来实现槽孔的加工和板材之间的结合，但这些方法通常都有其难以避免的缺陷。通过机械加工的方式加工带槽金属复合板材，先通过轧制获得复合轧制板材，在进行机械钻孔，这样的加工方式，步骤繁琐，且加工的板材不宜过长，加工效率低、成本高。若采用铆接的方法制作带槽复合金属板材，需要在金属板两侧分别开槽，开槽之后打孔、铆接，这样的结合界面难以实现冶金结合，所以其界面结合强度没有轧制复合形成的结合强度高；另外，通过此方法加工出的板材不能实现冷却的功能，而且只能加工小块板材，难以进行大批量生产。除了铆接，还可以通过涂覆粘结剂，将两种板材粘结在一块，这样的结合方式，虽然其界面结合的紧密度比铆接好，但是界面的结合强度不高，且界面结合寿命即粘结剂的使用寿命，使用时间难以满足市场需求。故以上列举的加工方法皆有其难以克服的缺点和劣势所在，因此本专利技术提出通过将一定数量的某种金属管置于两块金属板之间，通过复合轧制的方法，制备含槽叠层复合轧制板材的加工方法。金属板与金属管的材质，可从铜、铝、钢等金属中选一种，其组合可有以下几种：1、金属板与金属管为异种金属：如铝板和铜管、铜板与钢管、钢板与铝管等组合；2、两块金属板为异种金属，金属管与其中一块金属板材质相同：如铝板、钢板和钢管，铜板、钢板和钢管等组合；3、两块金属板与金属管的材质均不同：如铜板、铝板和钢管的组合。金属管中填充的低熔点金属或合金粉末可从如下材料中选择：1、低熔点金属：锡、铅、锌等；2、低熔点铝合金：AlBi4、AlCd1、AlGa46、AlGe26.4、AlHg93、AlIn0.4、AlLi13、AlMg30.2、AlSn11、AlZn11.3等3、低熔点镁合金：MgMn0.1、MgNa1、MgPb36、MgSr30、MgSn27、MgZn34、MgZn27、AlMg49.2等4、低熔点锡合金：SnSr10、SnTe64、SnTh1、SnTi3、SnY2、SnYb2、SnZr1等4、低熔点锌和金：SnZn96、MgZn9等下述实施例以铜铝、铜钢、铝钢内层含槽复合轧制板材为例，但本专利技术不限与以下几种实施例。实施例1A：备料：准备两块宽度为60mm的铝板、两根铜管，为固定方便，可在两块铝板一段打两个孔；另外需在铝板咬入端与轧辊接触面加工出倾斜度为20°～40°的咬入角，以便于轧辊咬合轧制；为使铝板和铜管成分更加均匀，需在轧制前对铝板及铜管进行退火处理，铜管的退火温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备内层含槽复合金属板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：A：表面处理：对退火处理过的金属板和金属管去油污、表面磨砂；B：组料：在金属管中填充低熔点金属粉末后，密封，将密封后的金属管置于两块金属板之间，将金属管固定在两块金属板之间；C：复合轧制：将两块金属板固定后进行轧制，在一定的压下量下将金属板进行复合；D：高温处理：将低熔点金属粉末熔化；E：扩散退火：对复合后的金属板进行扩散退火处理；F：表面精轧：对退火后的复合金属板表面精轧，制得成品。

【技术特征摘要】
1.一种制备内层含槽复合金属板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：A：表面处理：对退火处理过的金属板和金属管去油污、表面磨砂；B：组料：在金属管中填充低熔点金属粉末后，密封，将密封后的金属管置于两块金属板之间，将金属管固定在两块金属板之间；C：复合轧制：将两块金属板固定后进行轧制，在一定的压下量下将金属板进行复合；D：高温处理：将低熔点金属粉末熔化；E：扩散退火：对复合后的金属板进行扩散退火处理；F：表面精轧：对退火后的复合金属板表面精轧，制得成品。2.如权利要求1所述的制备内层含槽复合金属板材的方法，其特征在于，步骤A中，当金属板和金属管的材质为钢时，其退火温度为640℃～680℃，退火时间为30min；当金属板和金属管的材质为铜时，其退火温度为450℃～500℃，退火时间为30min；当金属板和金属管的材质为铝时，其退火温度为280℃～320℃，退火时间为30min。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新平，胡方义，陈飞，陈珊，高国定，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32