【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于双金属复合板带加工成型，具体涉及一种基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法。
技术介绍
1、采用功能和结构一体设计的金属包覆板/带兼具基板和复板两种材料的理化性能，不仅可以兼顾功能与力学性能需求，同时可以实现减轻重量和减少稀贵金属的使用量，是同时实现低成本、轻量化、“结构-功能”一体化的有效途径。
2、金属包覆板/带的制备方法主要分为固-液相复合法和固-固相复合法。其中固-液复合法指初始时基体金属或复合金属一方为液态，另一方为固态，常见的制备方法主要为浇铸复合法，使液态金属在固态金属表面凝固以实现冶金结合；固-固相复合法指初始时基体金属与复合金属均为固态，常见的固-固相复合法包含：爆炸复合法、焊接复合法、粉末冶金法和累积叠轧法等。固-液复合法不仅设备昂贵需要对制备设备进行特殊改造，工艺繁琐，并且液相凝固时容易存在凝固缺陷。固-固相复合法，则在复合前二者需要进行预装配组坯，然后通过旋锻、轧制加工等成形方法使其发生塑性变形，可以实现机械结合或冶金结合。该类方法最大的限制是大长径比时预装配组坯过程对组元尺寸精度、形状精度等要求较高，影响连续生产效率。
3、固-固相复合法相较于固-液相复合法具有生产范围广、冶金缺陷少、表面质量高等优点，但是固-固相复合法需要真空封装，存在工艺流程长且成本高的缺点。当前，金属复合板的制备工艺正朝着短流程、高效率、规模化发展，在保证良好界面结合强度和服役性能的基础上，提高产品质量稳定性，降低生产成本，是实现金属包覆材料大规模应用的关键。因此需要设计一种新的固-固相
技术实现思路
1、针对金属包覆板/带生产过程短流程、低成本的诉求，通过合理控制轧制与加热工艺，达到金属包覆板带低成本、短流程生产制备的目的。为了实现包覆板/带界面优异的机械-冶金结合，现有轧制复合技术的工艺流程均采用真空封装以消除加热过程中基板-复板界面的氧化现象，同时避免界面处氧化物颗粒的生成。真空封装工艺一方面限制了板带材的成型尺寸，原始坯料的尺寸受限于真空封装设备尺寸，同时与焊接机器人行程距离密切相关；其次，真空封装对坯料封装界面的尺寸有着严苛的配合要求；最后，真空封装流程增加了金属包覆板/带的生产制备成本，不利于低成本制备和小规模实验开展。
2、为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术在不改变现有商用合金化学成分的前提下，提供一种冷轧-热轧相结合的金属包覆板/带制备工艺，可适用多个合金体系。为了制备异种金属包覆板带材，首先需要对拟结合的界面进行表面预处理以清洁结合界面，确保后续轧制过程实现良好的机械冶金结合。除了需要进行表面预处理，热轧过程的控轧控冷工艺参数对于包覆板带材的组织性能具有显著的影响，通过调控轧制工艺参数(如压下量、冷却制度、终轧温度等)，可提高板材厚度方向晶粒尺寸的均匀性，使得热轧后全厚度获得均匀的等轴组织特征，实现金属包覆板带材组织性能控制与制备生产。具体地，
3、本专利技术提供一种基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法。
4、为实现上述目的，本专利技术一种基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其包括以下步骤，
5、(1)原始坯料加工尺寸设定：根据原料的物理属性差异选择管壁原料和棒原料；
6、(2)配合界面的磨抛处理：将所述管壁原料和棒原料酸洗、磨抛，再超声清洗；
7、(3)组坯装配：在无尘环境下，将步骤2处理后的所述棒原料至于所述管壁原料内，进行组坯装配得到预装配组坯；
8、(4)冷轧封装：对所述预装配组坯进行若干道次冷轧；
9、(5)热轧复合：将冷轧后的板材随真空炉加热保温，取出后立即热轧即可。
10、优选的，所述管壁原料选自黄铜、不锈钢中的一种或几种，所述棒原料选择紫铜、锰钢、不锈钢中的一种或几种。
11、优选的，步骤(1)中，所述管壁原料的长度l管材≥l棒材+3×d棒材，其中l棒材为所述棒原料的长度，d棒材所述棒原料的直径，所述管壁原料与所述棒原料在长度方向为中心对称的位置关系。
12、优选的，步骤(2)中，所述管壁原料的管材内径与所述棒原料的棒材直径相等。
13、优选的，步骤(4)中，轧制过程根据轧制力控制单道次轧制压下，终轧厚度tc小于二倍的管厚tg。
14、优选的，步骤(5)中，加热至熔点温度的50％～70％，加热至指定温度并保温5～10分钟，经过一次除鳞，除去炉生氧化皮，总压下率为50％～70％。
15、优选的，步骤(5)之后进行卷曲，钢卷的卷取初始温度为550℃～750℃，铜卷的卷曲初始温度为200℃～300℃。
16、优选的，步骤(5)中，所述热轧加热过程需在真空或者惰性气氛下进行。
17、本专利技术的有益效果如下：
18、1、制备工艺流程简单，容易实现工业化。
19、生产工艺流程包含简单的表面磨抛、组坯、冷轧+热轧直接轧制成形，与原先生产工艺对比免去了复杂的真空封装工序以冷轧工艺取而代之，工艺流程操作简单，容易实现工业化生产，通过冷轧封装实现内部接近真空，避免了在真空下的热轧试验或者生产；通过热轧实现良好的界面结合。
20、2、金属包覆板带材综合性能优越。
21、三个金属包覆板带材示例中，h62黄铜与t2紫铜复合板的屈服强度为97.8mpa，抗拉强度为266.2mpa，延伸率为45.8％，中锰钢-316l不锈钢复合板的屈服强度为613mpa，抗拉强度713.9mpa，均匀延伸率19.1％，断后延伸率37.9％；201-316l奥氏体不锈钢复合板的屈服强度为278.1mpa，抗拉强度1068.9mpa，延伸率28.5％。
22、3、利于大尺寸异种金属制备。
23、包覆板带材制备免去真空封装工序有利于初始组坯尺寸的增加，避免了真空封装室尺寸和焊接机器人行程范围对初始组坯的尺寸限制。
24、4、成本低。
25、一方面本专利技术的原材料在商用合金体系中选取，从源头上降低成本，另一方面工艺流程简单化，仅包含组坯+轧制工序，塑性变形冶金复合之前无需真空封装工艺，节约中间环节能源，从生产过程中降低成本。
26、5、易于制备、获取。
27、所述金属包覆板带材制备工艺流程简单、设备易获取，易于制备金属包覆板带材以及金属复合板材。
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1.一种基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：所述管壁原料选自黄铜、不锈钢中的一种或几种，所述棒原料选择紫铜、锰钢、不锈钢中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述管壁原料的长度L管材≥L棒材+3×D棒材，其中L棒材为所述棒原料的长度，D棒材所述棒原料的直径，所述管壁原料与所述棒原料在长度方向为中心对称的位置关系。
4.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述管壁原料的管材内径与所述棒原料的棒材直径相等。
5.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(4)中，轧制过程根据轧制力控制单道次轧制压下，终轧厚度Tc小于二倍的管厚Tg。
6.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(5)中，加热至熔点
7.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(5)之后进行卷曲，钢卷的卷取初始温度为550℃～750℃，铜卷的卷曲初始温度为200℃～300℃。
8.根据权利要求6所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述热轧加热过程需在真空或者惰性气氛下进行。
...【技术特征摘要】
1.一种基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：所述管壁原料选自黄铜、不锈钢中的一种或几种，所述棒原料选择紫铜、锰钢、不锈钢中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述管壁原料的长度l管材≥l棒材+3×d棒材，其中l棒材为所述棒原料的长度，d棒材所述棒原料的直径，所述管壁原料与所述棒原料在长度方向为中心对称的位置关系。
4.根据权利要求1所述的基于冷轧热轧工艺的异种金属包覆板带材制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述管壁原料的管材内径与所述棒原料的棒材直径相等。
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄明浩，杨鑫，刘石球，汤慧萍，徐圣航，丁超，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：
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