一种层状钛镁复合板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种层状钛镁复合板及其制备方法，复合板的特征在于：总厚度为６ｍｍ，覆层为ＴＡ１，厚度１．５ｍｍ，基层为ＡＺ３１Ｂ，厚度４．５ｍｍ，ＴＡ１层和ＡＺ３１Ｂ层的厚度比例为１∶３。本发明专利技术还涉及上述层状钛／镁复合板的一种制备方法，主要包括５个步骤：（１）原材料尺寸的选择；（２）待复合表面的打磨；（３）爆炸焊接；（４）退火；（５）校平。采用本发明专利技术的层状复合板的制备方法能制备出界面结合良好６ｍｍ厚度的ＴＡ１／ＡＺ３１Ｂ复合板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
钛及钛合金具有许多优异的性能，如密度小、比强度高、耐腐蚀、耐 高温冲击等，但价格较高；镁及镁合金是迄今为止结构材料中密度最小的 金属，而且价格低廉，但耐腐蚀和耐高温性能较差。如何将二者的优点结合起来，制备一种层状钛镁复合板，就成为该
急需解决的问题。爆炸焊接是一种制造异种金属层状复合板的工艺技术，已经被广泛应 用于钛/钢、钢/不锈钢、钛/钢/不锈钢、铜/铝、铜/钢等双层或多层复合板 材料的生产中。钛板和镁板同样也能通过爆炸焊接的方法实现连接，但由 于钛和镁两种金属的物理性能和力学性能相差较大，所以爆炸焊接工艺与 其它两种性质相差不大的金属相比有所不同。因此如何将二种性能差别大 的金属形成复合板，需要克服技术难题。本专利技术经过艰苦实验，找到了用 爆炸焊接工艺制备层状钛镁复合板的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种层状钛镁复合板。 为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种层状钛镁复合板，其特征在于由镁合金基层和钛覆层构成。 一种优选技术方案，其特征在于所述层状钛镁复合板的总厚度为6.0mm。一种优选技术方案，其特征在于所述钛覆层为纯钛TA1，厚度为 1.0mm 2.0mm;所述镁合金基层为镁合金AZ31B，厚度为4.0mm 5.0mm。一种优选技术方案，其特征在于所述钛覆层和所述镁合金基层的厚度比例为1: 3。本专利技术的另一个目的是提供上述层状钛/镁复合板的制备方法。 一种层状钛镁复合板的制备方法，该方法包括下述步骤(1) 选择经过退火的TA1和AZ31B板材作为爆炸焊接初始坯料；(2) 采用机械打磨的方法将TA1和AZ31B板材待复合的表面进行打 磨处理，并清理干净；为了防止打磨之后的新鲜表面接触空气或潮气被再 次氧化，AZ31B板打磨之后必须在干燥的环境中保存，而且应该在24h 之内使用；(3) 将处理好的TA1和AZ31B板材进行爆炸焊接；(4) 将爆炸焊接好的钛/镁复合板进行退火；(5) 将退火之后的爆炸焊接钛镁复合板在多辊校平机上进行2 5次 的校平处理；(6) 检验经过校平的钛镁复合板，并裁去复合板四个边上未复合或开 裂的部分，得层状钛镁复合板。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(l)中制备钛镁复合板的 初始钛板和镁板的尺寸规格为TA1板550mm长X 450mm宽X 1.5mm厚， AZ31B板500mm长X 400mm宽X 4.5mm厚。一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(3)中钛镁复合板的主要 爆炸焊接工艺参数为采用铵油混合炸药，其组成(重量比)NH4N03含量50 90%，柴油含量1 15%，锯末含量1 15%;炸药的爆速为1000 4000m/s;药密度为400 1100Kg/m3;药高度为15 40mm;安装间隙为 1 5mm;间隙支撑物采用纯镁薄片制作；采用5#电雷管边部起爆；TA1 为覆板在上，AZ31B为基板在下；在15mm厚的钢板上铺设5mm厚的低 密度木工板作为地基；在TA1上表面涂抹1 2mm厚的黄油作为保护层。 一种优选技术方案，其特征在于所述步骤(4)中的退火工艺参数为 电阻加热箱式炉内通S02气体防止镁层氧化，随炉加热到150 35(TC保 温1 10h，随炉冷却。本专利技术的优点是由于镁层替代了部分钛层，与相同厚度的的钛板相比，层状钛/镁复 合板具有更小的密度，而且还兼有钛的耐腐蚀、耐高温等优点。因此，层状钛/镁复合板有望在航空、航天器材和武器装备等领域得到应用。本专利技术制成的层状钛镁复合板中，其中钛层厚度1.5mm，镁层厚度 为4.5mm，钛层与镁层的厚度比为1: 3。本专利技术制成的6mm钛镁复合板， 与6mm厚度的TA1板材相比，不仅节约了 75%左右的钛材降低了材料成 本，而且还使板材的整体密度降低了约47%;与6mm厚度的AZ31B板 材相比，不仅提高了材料的耐腐蚀性能和耐热性能，而且使得板材的强度 和弹性模量得到了提高。下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步说明，但并不意味着对本发 明保护范围的限制。具体实施方式 实施例1一种层状钛镁复合板，其具体特征为钛/镁复合板总厚度为6mm， 覆层为纯钛TA1，厚度为1.5mm，基层为镁合金AZ31B，厚度为4.5mm; TA1层和AZ31B层的厚度比例为1: 3。一种用于6mm层状钛/镁复合板的制备方法，包括下述步骤(1) 选择经过退火的软态TA1和AZ31B板材作为爆炸坯料，TA1板 规格为550mm长X450mm宽X1.5mm厚，AZ31B板规格为500mm长X 400mm宽X4.5mm厚；(2) 采用机械打磨的方法将TA1和AZ31B板材待复合表面进行打磨 处理，并清理干净；如果打磨过程中TA1板材发生瓢曲，则在爆炸焊接 之前必须进行校平处理；打磨之后的AZ31B板要在干燥的环境中保存， 应该在24h之内使用；(3) 将打磨好待复合表面的TA1和AZ31B板材进行装配，TA1层在 上AZ31B层在下，将调配好的炸药平铺于TA1板材的上表面，进行爆炸 焊接，主要爆炸焊接工艺参数为；采用铵油混合炸药，其组成(重量比) NH4NO3含量50 90。/c)，柴油含量1 15%，锯末含量1 15%;炸药的爆 速为1000 4000m/s;药密度为400 1100Kg/m3;药高度为15 40mm; 安装间隙为1 5mm;(4) 将爆炸焊接好的钛/镁复合板进行退火，退火工艺制度为电阻加 热箱式炉内通S02气体防止镁层氧化，随炉加热到150 35(TC保温l 10h，随炉冷却；(5) 将退火之后的爆炸焊接钛/镁复合板在多辊校平机上进行2 5次 的校平处理；(6) 检验经过校平的钛/镁复合板，并裁去复合板四个边上未复合或开 裂的部分；(7) 经取样分析，6mm钛/镁复合板的横向拉伸力学性能为屈服强 度》220MPa，抗拉强度》350MPa，断裂伸长率》10。/。，弹性模量》60GPa;至此，完成6mm层状钛/镁复合板的制备。 实施例2一种层状钛镁复合板，其具体特征为钛/镁复合板总厚度为6mm， 覆层为纯钛TA1，厚度为l.Omm，基层为镁合金AZ31B，厚度为5.0mm; TA1层和AZ31B层的厚度比例为1: 3。一种用于6mm层状钛/镁复合板的制备方法，包括下述步骤(1) 选择经过退火的软态TA1和AZ31B板材作为爆炸坯料，TA1板 规格为550mm长X450mm宽X l.Omm厚，AZ31B板规格为500mm长X 400mm宽X5.0mm厚；(2) 采用机械打磨的方法将TA1和AZ31B板材待复合表面进行打磨 处理，并清理干净；如果打磨过程中TA1板材发生瓢曲，则在爆炸焊接 之前必须进行校平处理；打磨之后的AZ31B板要在干燥的环境中保存， 应该在24h之内使用；(3) 将打磨好待复合表面的TA1和AZ31B板材进行装配，TA1层在 上AZ31B层在下，将调配好的炸药平铺于TA1板材的上表面，进行爆炸 焊接，主要爆炸焊接工艺参数为；采用铵油混合炸药，其组成(重量比) NH4N03含量50 90。/。，柴油含量1 15%，锯末含量1 15%;炸药的爆 速为1000 4000m/s;药密度为400 1100Kg/m3;药高度为15 40mm; 安装间隙为1 5mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层状钛镁复合板，其特征在于：由镁合金基层和钛覆层构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马志新，李德富，胡捷，李彦利，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]