[发明专利]一种钛铝双金属复合板带的冶金复合工艺

说明书

技术领域

    本发明属于钛铝双金属复合板带生产技术领域，具体涉及一种钛铝双金属复合

板带的冶金复合工艺。适合于钛及钛合金与铝或铝合金双金属板带的冶金复合工艺。

技术背景

随着科学技术的飞速发展，通过各种不同连接方法将不同金属材料复合为一体，制备成金属复合板，得到单层金属材料所不具有的物理、化学性能以及力学特性，满足高强度、高比刚度、抗疲劳性、尺寸稳定、耐磨、抗振等性能的要求，同时可节省稀贵材料，降低成本。因此，开发研制新型金属复合材料具有十分紧迫的现实意义，也必将带来显著的经济效益和社会效益。

金属冶金结合的复合材料是由两种或两种以上金属经金属的界面间原子相互扩散而形成的结合的复合而形成的一种新型材料，由于其工艺的先进性和材料本身的技术特性，因而复合板材具有单种金属材料不可比拟的优点。板带即是一种新型的复合材料，它既保持了钛合金的耐腐蚀、高强度、轻量化、美观化等性能；同时又兼顾了铝的轻质性、延伸性、耐腐蚀性及成本低廉等优势。已广泛应用于医药、建筑、热交换器、航空、船舶。化工.电子3G等领域。

目前，钛铝复合的生产方法有很多种，传统的有爆炸焊接、钎焊、摩擦焊、固态-半固态、冷轧、热轧等方法生产,这些方法虽然各有利弊，但生产的钛铝复合带板均不同程度的存在结合力不强，容易分层、断裂、起皮，成品率低，成本较高的问题。铸轧法是目前较理想的生产钛铝复合板带的方法，此法是将铸造与轧制法结合起来，既有液相高温，又有轧制压力，能够实现较高的复合强度，由于可以连续生产，有效提高了生产率高、降低了成本低。但是，这种方法在生产过程中受空气湿度的影响较大，当空气湿度大于40%时很难进行双面复合，湿度达到60%时，几乎不能再进行复合，即便进行了复合，由于水分子在高温下会迅速膨胀，并在钛铝的复合界面形成水泡，影响结合强度，生产的钛铝复合板带在后期的加工生产中仍然会存在冲孔易分层起泡、折弯开裂脱落等问题。为解决空气湿度对复合强度影响，目前采用的措施是利用喷气式液化气喷头对轧棍表面进行烘烤加热，由于轧棍与铜板带之间存在的温差仍然会使空气中的水分子凝结在铜铝的复合界面形成水泡，因此这种烘烤加热方式有一定的局限性，不能从根本上消除钛铝复合界面的水泡问题。另外，这种铸轧法是将半固态的铝或铝合金和固态钛和钛合金板带进行连续铸轧制得，两种金属分子之间不能实现冶金结合，生产出的钛铝复合带板在后期的深加工中有时还会出现分层脱裂、折弯断裂等缺陷，影响产品的成品率和生产成本。

发明内容

    本发明的目的是提出一种钛铝双金属复合板带的冶金复合工艺。解决了钛铝复合界面结合强度低、无法实现冶金结合的问题，达到提高钛铝双金属复合强度，实现冶金结合，保证产品在后期深加工时的质量和成品率、降低生产成本的目的。

    本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种钛铝双金属复合板带的冶金复合工艺，将铝锭完全熔化为铝液后，经静置炉静置、在线除气、过滤后流入复合区，并在复合区域用热风对轧辊与钛板带进行连续除湿，使轧辊与钛板带在复合时的温度保持在150-300℃，并由铸轧机连续将钛板带与铝液轧制出冶金复合的钛铝双金属复合板带。

    本发明在所述铝液流入复合区前，在铝液中加入0.2-0.5%的铝钛硼丝。

本发明所述铝液的静置时间为10-16秒。

本发明所述板带与铝液的接触时间为1.3-1.6秒。

本发明所述钛板带与铝液的轧制时间为6-8秒。

本发明所述钛板带与铝液的轧制速度为每分钟400mm-1320mm。

本发明所述钛板带与铝液的轧制力为1510-1550KN。

本发明所述钛板带与铝液的熔合深度≥0.01mm。

本发明所述钛板带在与铝液复合前对其复合面进行去氧化刷磨。

    本发明通过在钛板带与铝液的复合区域用高压热风对轧辊与钛板带进行连续

除湿，并使钛带和轧辊上的温度保持在150-300℃，当钛板带和轧辊的温度高于300

℃时，会出现氧化现象；当钛带和轧辊的温度低于150℃时，达不到干燥的目的。

由此使钛板带与铝液在复合时不会产生水汽和形成氧化，避免了水分子凝结在钛铝