一种挤压-轧制复合制备复合板材的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种挤压‑轧制复合制备复合板材的方法及装置。所述的方法包括金属坯料的均匀化处理、采用凹坯挤压模挤压制备内凹坯料、采用凸坯挤压模挤压制备外凸坯料、将外凸坯料挤入长宽相等的内凹坯料中得到复合坯料和轧制处理。装置由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由挤压头、上模块、下模块、加热装置、测温装置、紧固装置组成，上模块与下模块相匹配并通过紧固装置固定，上模块与下模块之间形成的空间一侧与挤压头相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块或/和下模块上设置加热装置和测温装置。本发明专利技术模具结构简单，能够通过外凸坯料和内凹坯料实现复合材料三维复合，基体材料之间结合力更强，操作方便、成本低，能够较好实现工业化。

A method and device of extrusion rolling composite plate

【技术实现步骤摘要】
一种挤压-轧制复合制备复合板材的方法及装置
本专利技术属于金属复合材料的加工
，具体涉及一种挤压-轧制复合制备复合板材的方法及装置。
技术介绍
复合材料是根据不同性能的多种材料复合而成，具有单种金属材料不可比拟的优点，通过合理的材料选择并进行恰当的组合，不仅可以保留组成材料的自身特性，还可通过复合效应使组成材料的性能相互补足，使复合板获得优异的综合性能。中国专利技术CN106623424A、CN106862271A等公开了制备叠层复合板材的方法，这些方法制备的复合板材的界面为平面。中国专利技术CN110303079A公开了一种双金属复合板的交叉波纹轧制方法，制备了结合界面为交叉波纹面的双金属复合板；中国专利技术CN110238196A公开了一种纵波轧制三层金属复合板带的方法，采用波纹辊轧机轧制复合板坯得到三层具有波纹结合界面的成品复合板；中国专利技术CN109731912A公开了一种钛/铝/镁复合板的齿形结合面轧制制备方法，采用齿形辊的轧机上轧制齿形面，制备复合板，这些专利制备的复合板材的界面为曲面，一定程度上加大了组分材料之间的结合力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种挤压-轧制复合制备复合板材的方法及装置。本专利技术的技术方案为：一种挤压-轧制复合制备复合板材的装置，由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由挤压头、上模块、下模块、加热装置、测温装置、紧固装置组成，上模块与下模块相匹配并通过紧固装置固定，上模块与下模块之间形成的空间一侧与挤压头相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块或/和下模块上设置加热装置和测温装置。进一步地，凹坯挤压模的下模块有1个或2个以上的凹槽成型块，凸坯挤压模的下模块有1个或2个以上的凸块型腔，凹槽成型块与凸块型腔数量相等。进一步地，凹槽成型块与凸块型腔具有大小相等的斜角，与水平线的夹角大小为45。-90。。进一步地，凸块型腔尺寸略大于凹槽成型块尺寸，凹坯挤压模与凸坯挤压模的型腔宽度相等。一种采用上述装置的挤压-轧制复合制备复合板材的方法，包括如下步骤：（1）分别对金属坯料进行均匀化处理；（2）采用凹坯挤压模挤压制备复合坯料的内凹坯料；（3）采用凸坯挤压模挤压制备复合坯料的外凸坯料；（4）将挤压得到的外凸坯料挤入内凹坯料中，得到复合坯料；（5）对复合坯料进行轧制处理，得到复合板材。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的方法通过挤压生成新的金属表面能够减少普通复合法前的去油脂、氧化层的步骤，生成的新金属表面能够更有利于挤压、轧制复合，复合材料的结合力好；2、外凸坯料的外凸尺寸略大于内凹坯料的内凹尺寸，能够使两块坯料结合，减少复合界面缺陷；3、外凸坯料和内凹坯料能够实现复合材料三维复合，增加了坯料复合面积和复合强度；4、可以通过设计不多形状的凹槽成型块和凸块型腔，改善复合坯料的复合界面，可以制备双层及多层复合材料；5、本专利技术的挤压模具结构简单、操作方便、成本低；6、本专利技术的装置中具有加热装置，实现挤压前的预热处理，改善的板材塑性变形能力，板材的温度可以通过热电偶采集数据传输到外部测温装置上进行检测，采集数据传到外接电脑系统上进行温度控制。7、本专利技术的方法通过挤压和轧制的复合能够制备界面结合能力强、板材质量高的大型复合板材，能够较好实现工业化生产。附图说明图1为本专利技术方法的流程图。其中：1.下模块、2.加热装置、3.测温装置、4.上模块、5.紧固装置、6.挤压头。图2为凸坯挤压模下模块的结构示意图，其中：11.凸块型腔。图3为凹坯挤压模下模块的结构示意图，其中：12.凹槽成型块。图4为外凸坯料示意图。图5为内凹坯料示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1至3所示，本专利技术的装置由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由下模块1、加热装置2、测温装置3、上模块4、紧固装置5、挤压头6组成，上模块4与下模块1相匹配并通过紧固装置5固定，上模块4与下模块1之间形成的空间一侧与挤压头6相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块4或/和下模块1上设置加热装置2和测温装置3；凸坯挤压模有1个或2个以上的凸块型腔11，凹坯挤压模下模块有1个或1个以上的凹槽成型块12，凹槽成型块12与凸块型腔11数量相等，凸块型腔11尺寸略大于凹槽成型块12尺寸。制备的外凸坯料如图4，内凹坯料如图5所示；实施例1将初始厚度为10mm的7055、7N01铝合金坯料经过挤压-轧制复合制备2mm厚的复合板材，凹坯挤压模的下模块1有1个凹槽成型块，凸坯挤压模的下模块1有1个凸块型腔11，凹槽成型块12、凸块型腔11与水平线的夹角大小为60。。（1）采用400℃/12h+465℃/24h对7055铝合金坯料进行均匀化处理，采用470℃/24h对7N01铝合金坯料进行均匀化处理；（2）启动加热装置2，凹坯挤压模升温至420℃，挤压制备复合坯料的内凹7N01铝合金坯料；（3）启动加热装置2，凸坯挤压模升温至420℃，挤压制备复合坯料的外凸7055铝合金坯料；（4）将挤压得到的外凸7055铝合金坯料挤入内凹7N01铝合金坯料中，得到复合坯料；（5）复合坯料预热温度420℃，保温30分钟，对复合坯料进行轧制处理，制备复合板材。实施例2将初始厚度为10mm的AZ31镁合金、7050铝合金坯料经过挤压-轧制复合制备3mm厚的复合板材，凹坯挤压模的下模块1有1个凹槽成型块，凸坯挤压模的下模块1有1个凸块型腔11，凹槽成型块12、凸块型腔11与水平线的夹角大小为70。。（1）采用470℃/24h对7050铝合金进行均匀化处理，采用415℃/15h对AZ31镁合金进行均匀化处理；（2）启动加热装置2，凹坯挤压模升温至420℃，挤压制备复合坯料的内凹7050铝合金坯料；（3）启动加热装置2，凸坯挤压模升温至400℃，挤压制备复合坯料的外凸AZ31镁合金坯料；（4）将挤压得到的外凸AZ31镁合金坯料挤入内凹7050铝合金坯料中，得到复合坯料；（5）复合坯料预热温度400℃，保温30分钟，对复合坯料进行轧制处理，制备复合板材。实施例3将初始厚度为10mm的7055、7N01铝合金坯料经过挤压-轧制复合制备2mm厚的复合板材，凹坯挤压模的下模块1有3个凹槽成型块，凸坯挤压模的下模块1有3个凸块型腔11，凹槽成型块12、凸块型腔11与水平线的夹角大小为80。。（1）采用400℃/12h+465℃/24h对7055铝合金坯料进行均匀化处理，470℃/24h对7N01铝合金坯料进行均匀化处理；（2）启动加热装置2，凹坯挤压模升温至420℃，挤压制备复合坯料的内凹7N01铝合金坯料；（3）启动加热装置2，凸坯挤压模升温至420℃，挤压制备复合坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挤压-轧制复合制备复合板材的装置，其特征在于，由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由挤压头、上模块、下模块、加热装置、测温装置、紧固装置组成，上模块与下模块相匹配并通过紧固装置固定，上模块与下模块之间形成的空间一侧与挤压头相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块或/和下模块上设置加热装置和测温装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种挤压-轧制复合制备复合板材的装置，其特征在于，由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由挤压头、上模块、下模块、加热装置、测温装置、紧固装置组成，上模块与下模块相匹配并通过紧固装置固定，上模块与下模块之间形成的空间一侧与挤压头相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块或/和下模块上设置加热装置和测温装置。


2.根据权利要求1所述的挤压-轧制复合制备复合板材的装置，其特征在于，凹坯挤压模的下模块有1个或2个以上的凹槽成型块，凸坯挤压模的下模块有1个或2个以上的凸块型腔，凹槽成型块与凸块型腔数量相等。


3.根据权利要求1所述的挤压-轧制复合制备复合板材的装置，其特征在于，凹槽成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文辉，肖明月，胡强，唐昌平，陈宇强，刘筱，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43