一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法技术

本发明专利技术涉及金属复合板制备技术领域，具体是一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法，旨在解决采用现有轧制方法制成的金属复合板界面结合强度低、容易翘曲、成材率低等技术问题。采用如下技术方案：用波平轧机在基板和复板上预制波纹面，复合板制坯时将基板和复板波纹面成90

【技术实现步骤摘要】
一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法


[0001]本专利技术涉及金属复合板轧制
，具体是一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法。

技术介绍

[0002]金属复合板是由两层或者多层异质金属经特殊工艺加工叠合在一起，实现界面冶金结合的复合材料。它可以集成组元金属材料高强度、高韧性、耐磨损、耐腐蚀等优异性能，同时金属复合板还能够节约贵重金属材料、降低产品成本。目前金属复合板的制造方法有爆炸复合法、扩散复合法、热/冷轧复合法等。其中爆炸复合法和扩散复合法普遍存在界面结合率低、结合不均匀、污染环境等缺点，相比之下热/冷轧复合法具有生产效率高、尺寸精度高、性能稳定、低污染、低能耗等优点，得到了迅速的发展并且潜力巨大。但是，由于两种不同金属性能上的差异，采用现有轧制方法制成的金属复合板仍存在结合强度低、容易翘曲、成材率低等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决采用现有轧制方法制成的金属复合板界面结合强度低、容易翘曲、成材率低等技术问题。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法，依次包括如下步骤：
[0006]S1、准备：选取变形抗力相对较小的金属板为基板，选取变形抗力相对较大的金属板为复板(这里的相对较小和相对较大是将基板和复板的变形抗力进行对比得出的结论)，使用上轧辊为单向波纹辊、下轧辊为平辊的波平轧机分别轧制基板和复板，分别得到基板板坯和复板板坯，基板板坯和复板板坯的上表面皆为单向波纹面且下表面皆为平面；
[0007]S2、制坯：使用钢丝刷对基板板坯和复板板坯待结合的单向波纹面进行打磨，去除表面氧化层和污染物，将基板板坯和复板板坯单向波纹面相对并使波纹方向成90
°
堆叠放置，然后将边缘固连(保证轧制过程中基板和复板受到非均匀的切向力时不会出现错位和跑偏)，得到金属复合板板坯；
[0008]S3、复合板轧制：采用冷轧方法时直接将步骤S2得到的金属复合板板坯送入平辊轧机进行轧制，采用热轧/温轧方法时将步骤S2得到的金属复合板板坯送入加热炉加热至指定温度后再送入平辊轧机进行轧制，所述平辊轧机的上、下轧辊均采用平辊，本工序加工得到结合界面为交织网格面而上、下表面为平面的金属复合板；
[0009]S4、退火；
[0010]S5、精整：校直后切边，制成成品。
[0011]进一步的，步骤S2中，用波纹辊轧机代替所述波平轧机，波纹辊轧机的上轧辊为单向波纹辊且下轧辊为交叉波纹辊，所述交叉波纹辊的表面由横向波纹和纵向波纹交叉形成，制得的基板板坯和复板板坯的上表面皆为单向波纹面且下表面皆为交叉波纹面。
[0012]本专利技术的有益效果是：
[0013]1)基板和复板在待结合表面上制备出单向波纹面，并且将两单向波纹面交叉叠放，可以在轧制过程中在两种板材之间形成交织网格界面，产生较强的机械结合和不均匀变形作用，能够极大限度地促进结合界面处氧化层的破裂和新鲜、活化的金属原子的挤出，使两种金属原子之间有更大的扩散概率，实现两种金属之间更大范围的冶金结合，有效提高其结合强度；
[0014]2)相比于传统的复合板轧制方法，本方法在一台波平轧机上即可对基板和复板进行波纹表面的制备，工艺简单、容易实现、对设备要求低，产生的结合效果好；
[0015]3)对基板和复板待复合表面预制波纹过程中，会形成单一方向的波纹结构，这种结构能够使板坯在垂直于波纹方向上有较好的抗弯强度，而制备复合板板坯时是将基板和复板波纹成90
°
堆叠放置，内部残余应力宏观取向相互垂直、彼此制约，进而可以抑制复合板的翘曲，提高板形质量；
[0016]4)在基板和复板表面分别预制出的交叉波纹能够在板材表面形成特定的棱脊结构，将板材划分为多个彼此相连的小区域，这些小的区域能够调控轧后金属板材内部的残余应力分布，避免翘曲的产生，提高板形质量；
[0017]5)在基板和复板表面分别预制出交叉波纹形状，这种交叉波纹会在金属板材任意截面处形成波纹形状，包括板材边缘，该种截面能够使金属流动和板材宽展均有足够的裕量和空间，从原理上抑制边裂的产生，尤其对于塑性较差的金属，效果更为明显。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为基板板坯制备示意图；
[0020]图2为复板板坯制备示意图；
[0021]图3为复合板板坯制备示意图；
[0022]图4为平轧金属复合板示意图；
[0023]图5为表面预制交叉波纹的基板板坯制备示意图；
[0024]图6为表面预制交叉波纹的复板板坯制备示意图；
[0025]图7为表面预制交叉波纹的复合板板坯制备示意图；
[0026]图8为冷轧步骤流程图；
[0027]图9为热轧步骤流程图。
[0028]图中：
[0029]1┄
基板；2
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单向波纹辊；3
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平辊；4
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基板板坯；5
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复板；6
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复板板坯；7
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金属复合板板坯；8
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金属复合板；9
┄
交叉波纹辊；10
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加热炉。
具体实施方式
[0030]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0031]实施例一：
[0032]参照图1
‑
9，一种形成交织结合界面的Mg/Al复合板轧制方法，包括以下步骤：
[0033]S1、准备：选取变形抗力相对较小的5052牌号铝合金板为基板1，长宽高分别为100mm、100mm、2mm，选取变形抗力相对较大的AZ31牌号镁合金板作为复板5，长宽高分别为100mm、100mm、2mm，使用上轧辊为单向波纹辊2、下轧辊为交叉波纹辊9的波纹辊轧机分别轧制基板1和复板5，所述交叉波纹辊9的径向截线方程为其中R为交叉波纹辊9的半径，0≤t≤1，轴向截线方程为其中0≤t≤1，单向波纹辊2与交叉波纹辊9对应方向的波纹曲线参数相同，单向波纹辊2和交叉波纹辊9的线速度均为7.5m/min，压下率为20％，本步骤分别得到基板板坯4和复板板坯6，基板板坯4和复板板坯6的上表面皆为单向波纹面且下表面皆为交叉波纹面；
[0034]S2、制坯：使用钢丝刷对基板板坯4和复板板坯6待结合的单向波纹面进行打磨，去除表面氧化层和污染物，将基板板坯4和复板板坯6单向波纹面相对堆叠放置，并将边缘固连，得到金属复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法，其特征在于依次包括如下步骤：S1、准备：选取变形抗力相对较小的金属板为基板（1），选取变形抗力相对较大的金属板为复板（5），使用上轧辊为单向波纹辊（2）、下轧辊为平辊（3）的波平轧机分别轧制基板（1）和复板（5），分别得到基板板坯（4）和复板板坯（6），基板板坯（4）和复板板坯（6）的上表面皆为单向波纹面且下表面皆为平面；S2、制坯：使用钢丝刷对基板板坯（4）和复板板坯（6）待结合的单向波纹面进行打磨，去除表面氧化层和污染物，将基板板坯（4）和复板板坯（6）单向波纹面相对并使波纹方向成90
°
堆叠放置，然后将边缘固连，得到金属复合板板坯（7）；S3、复合板轧制：采用冷轧方法时直接将步骤S2得到的金属复合板板坯（7）送入平辊轧机进行轧制，采用热轧/温轧方法时将步骤S2得到的金属复合板板坯（7）送入加热炉（10）加热至指定温度后再送入平辊轧机进行轧制，所述平辊轧机的上、下轧辊均采用平辊（3），本工序加工得到结合界面为交织网格面而上、下表面为平面的金属复合板（8）；S4、退火；S5、精整：校直后切边，制成成品。2.根据权利要求1所述的一种形成交织结合界面的金属复合板轧制方法，其特征在于：步骤S2中，用波纹辊轧机代替所述波平轧机，波纹辊轧机的上轧辊为单向波纹辊（2）且下轧辊为交叉波纹辊（9），所述交叉波纹辊（9）的表面由横向波纹和纵向波纹交叉形成，制得的基板板坯（4）和复板板坯（6）的上表面皆为单向波纹面且下表面皆为交叉波纹面。3.根据权利要求2所述的一种形成交织结...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯光，申依伦，郜豪杰，张恒，马晓宝，和东平，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：