專利名稱：層頭復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種層狀復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)。
固相復(fù)合軋制法是一種生產(chǎn)復(fù)合板(兩種金屬層狀復(fù)合板)的方法。早在56年美國《Metal&Control Corp.》采用表面處理(磨光)、軋制復(fù)合、擴(kuò)散退火三步法生產(chǎn)復(fù)合板。這一技術(shù)的成功，推動了復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。但由于金屬氧化速度快，表面的氧化膜影響異種金屬焊合，所以用三步法生產(chǎn)復(fù)合板一般需要一次總變形量達(dá)60％以上。這樣對熔點(diǎn)相差很大的異種金屬復(fù)合板不可能通過退火軟化處理的方法消除金屬變形遺留的加工硬化和脆化。如此生產(chǎn)出的復(fù)合板不能用于深沖壓制品，限制了復(fù)合板的使用范圍。80年代，日本、美國、前蘇聯(lián)等國家曾有專利，采用予先噴涂金屬保護(hù)層或真空表面處理與軋制的方法生產(chǎn)復(fù)合板。這樣可大幅度地減小復(fù)合軋制變形量，提高復(fù)合板的深沖性能。其缺點(diǎn)是真空或涂鍍層保護(hù)法生產(chǎn)復(fù)合板需將整個機(jī)組封閉，技術(shù)難度大，造價昂貴，成本高，不宜生產(chǎn)大量普通使用的鋼鋁等復(fù)合板。因此，目前未能在生產(chǎn)中應(yīng)用。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種降低金屬總變形量，提高深沖性能，擴(kuò)大復(fù)合板使用范圍的層狀復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的工藝步驟是先將要復(fù)合軋制的金屬進(jìn)行無清刷表面處理，常規(guī)的固相復(fù)合軋制法，復(fù)合軋制前，金屬表面洗去油污，清洗后要用輪式鋼絲刷或砂輪清刷表面，形成表面硬化層，軋制時硬化層開裂露出純凈的新鮮金屬，在壓力下相互焊合。但鋼絲刷清刷表面，使金屬表面硬化脆化而易于脫落，使結(jié)合強(qiáng)度降低。本發(fā)明取消用鋼絲刷清理硬金屬表面，只清刷軟金屬表面，大大簡化了工藝要求嚴(yán)格的清刷工序。硬金屬表面經(jīng)堿性脫脂，之后再經(jīng)鹽酸酸洗，為加快酸洗速度，將酸加熱到60-80℃，去除鋼表面的氧化皮后，為防止鐵的氯化物粘在鋼的表面上，將酸洗后的鋼在NaOH溶液中中和，中和后經(jīng)熱風(fēng)吹干鋼表面積水，送入溫度10-200℃的加熱爐中烘烤，以離解結(jié)合水。
為了進(jìn)一步激活軟金屬原子的還原能力，使其在軋制復(fù)合時可以還原硬金屬表面的氧化膜，實(shí)現(xiàn)兩種金屬的金屬間結(jié)合，降低變形抗力，增大其變形量，將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中加熱到300-540℃，保溫20-90分鐘，使清洗后的硬金屬加熱不超過200℃，時間不超過為1-10分鐘，以避免氧化層增厚。
再將經(jīng)過區(qū)別加熱后的兩種金屬板迅速送入異徑異步軋機(jī)進(jìn)行復(fù)合軋制。
異經(jīng)異步軋機(jī)兩個工作輥直徑比達(dá)到1.5-4，通過齒數(shù)不同的異步齒輪箱與兩個工作輥相連接，使工作輥的線速度不同，兩工作輥表面速度比值在1.05-2.0之間，軋制時讓軟金屬與慢速大直徑輥面接觸，硬金屬與快速輥面相接觸。軋制時，使變形集中在軟金屬上，硬金屬變形量很小(變形量小于4％)，使變形偏置于軟金屬，軟金屬變形量是硬金屬變形量10倍以上，以實(shí)現(xiàn)牢固的金屬間結(jié)合。
最后，將軋制復(fù)合后的復(fù)合板送入加熱爐中進(jìn)行擴(kuò)散退火，溫度300-500℃，時間0.5-2小時，一方面使結(jié)合的兩種金屬原子相互進(jìn)一步擴(kuò)散，結(jié)合牢固，另一方面使加工硬化后的軟金屬重新再結(jié)晶，進(jìn)而提高復(fù)合板的深加工性能。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果。
采用上述方法生產(chǎn)的鋼鋁復(fù)合板，結(jié)合強(qiáng)度高，可以達(dá)到軟金屬的基體強(qiáng)度。同時硬金屬的變形量僅有4％以下，近于一般的平整變形量，故提高了深沖性能，這樣生產(chǎn)出的復(fù)合板具有良好的成形性能?？稍谄嚒⒑娇?、化工、炊具和家電等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明予以進(jìn)一步說明實(shí)施例1先將要復(fù)合軋制的金屬進(jìn)行無清刷表面處理，只清刷軟金屬表面，硬金屬表面經(jīng)堿性脫脂后再經(jīng)加熱到60℃酸洗，將酸洗后的鋼板在NaOH溶液中中和，經(jīng)熱風(fēng)吹干積水，送入加熱爐中烘烤，離解結(jié)合水，溫度100℃，時間5分鐘，將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中加熱到300℃，保溫20分鐘，然后送入異經(jīng)異步軋機(jī)中進(jìn)行復(fù)合軋制，軋機(jī)工作輥直徑比為1.5，工作輥表面的線速度比值為1.05，軋制時讓軟金屬與慢速大直徑輥接觸，硬金屬與快速輥相接觸。軋制時使變形集中在軟金屬上，使變形偏置于軟金屬。
最后，將軋制復(fù)合后的復(fù)合板送入加熱爐中進(jìn)行擴(kuò)散退火，溫度為300℃，時間為0.5小時。
實(shí)施例2方法步驟同實(shí)施例1，不同的是將硬金屬表面經(jīng)堿性脫脂后再經(jīng)加熱到80℃的酸液中酸洗，酸洗后的鋼板在NaOH溶液中中和，經(jīng)熱風(fēng)吹干積水，送入加熱爐中烘烤，離解結(jié)合水，溫度為180℃，時間3分鐘，將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中加熱到540℃，保溫90分鐘，軋機(jī)工作輥直徑比為4，工作輥表面線速度比為2.0，擴(kuò)散退火溫度為500℃，時間為2小時。
實(shí)施例3方法步驟同實(shí)施例1，不同的是將硬金屬表面經(jīng)堿性脫脂后再經(jīng)加熱到60℃鹽酸中酸洗，酸洗后的鋼板在NaOH溶液中中和，經(jīng)熱風(fēng)吹干積水，送入加熱爐中烘烤，離解結(jié)合水，溫度為199℃，時間1分鐘，將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中加熱到400℃，保溫50分鐘，軋機(jī)工作輥直徑為2.5，工作輥表面線速度比為1.5，擴(kuò)散退火溫度為400℃，保溫時間1小時。
權(quán)利要求
1.一種層狀復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)，其特征在于先將要復(fù)合軋制的金屬進(jìn)行無清刷表面處理，只清刷軟金屬表面，硬金屬表面經(jīng)堿性脫脂后再經(jīng)加熱到60-80℃的鹽酸中酸洗，將酸洗后的鋼板在NaOH溶液中中和，經(jīng)熱風(fēng)吹干積水，送入加熱爐中烘烤，離解結(jié)合水，溫度100-200℃，時間1-10分鐘，然后將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中加熱到300-540℃，保溫20-90分鐘，將上述經(jīng)過區(qū)別加熱后的兩種金屬送入異徑異步軋機(jī)進(jìn)行復(fù)合軋制，軋機(jī)工作輥直徑比為1.5-4，工作輥表面的線速度比值為1.05-2.0之間，軋制時讓軟金屬與慢速大直徑輥面接觸，硬金屬與快速輥面相接觸，軋制時，使變形偏置于軟金屬。最后，將軋制復(fù)合后的復(fù)合板送入加熱爐中進(jìn)行擴(kuò)散退火，溫度為300-500℃，時間為0.5-2小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)，其特征在于將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中熱到400-500℃，保溫40-80分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層狀復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)，其特征在于擴(kuò)散退火溫度為350-450℃，時間為1-1.5小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合材料偏置變形復(fù)合軋制技術(shù)，其方法步驟是先將要復(fù)合軋制的金屬進(jìn)行無清刷表面處理，只清刷軟金屬表面，硬金屬表面經(jīng)堿性脫脂后再經(jīng)鹽酸酸洗，并在NaOH溶液中中和，送入加熱爐中烘烤，將表面清刷后的軟金屬放到加熱爐中加熱，然后用異徑異步軋機(jī)軋制；最后進(jìn)行擴(kuò)散退火。其主要優(yōu)點(diǎn)是提高結(jié)合強(qiáng)度，可達(dá)到軟金屬的基體強(qiáng)度，硬金屬變形量僅為4％以下，提高深沖性能，擴(kuò)大鋼鋁復(fù)合板使用范圍，可廣泛應(yīng)用于汽車、航空、化工、炊具和家電等行業(yè)。
文檔編號B21B1/38GK1144723SQ9611503
公開日1997年3月12日 申請日期1996年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月19日
發(fā)明者齊克敏, 朱泉, 張濤, 栗守維, 賈廣鳳 申請人:東北大學(xué)