[发明专利]一种三层金属复合板的短流程轧制成形装置及方法

说明书

技术领域

    本发明属于金属复合板制备技术领域，特别是涉及一种三层金属复合板的短流程轧制成形装置及方法。

背景技术

三层金属复合板是在芯层金属板的上、下两面包覆另外两层金属而成的一种三明治结构形式的金属复合板。芯层金属与包覆层金属之间通过界面冶金结合而成，芯层金属与上、下两面的包覆层金属是不同的金属，上、下两面的包覆层金属可以是同一种金属，也可以是不同的金属，因此，三层金属复合板综合了两种或者三种金属的性能，是一种多功能、多用途的金属板，可广泛应用于汽车、电子电器、冶金、化工、航天航空等领域。

三层金属复合板的生产方法目前主要是热轧复合法，该方法一般是先铸造出两种或者三种金属的锭坯，经过铣面、加热、粗轧后得到金属的板坯，然后对金属板坯的表面进行打磨和清洗，去除表面的油污和氧化皮，再按照三明治结构形式将金属板坯叠放和捆紧，加热后再送入轧机进行多道次的轧制变形，最后得到三层金属复合板，生产工艺流程如下：铸锭→铣面→加热→粗轧→打磨→清洗→叠放→捆扎→热轧轧制复合→三层金属复合板。因此，热轧复合法的生产工序多、工艺流程长，材料和能源消耗大。

目前还公开报道了很多双金属复合板的制备方法，如铸轧复合、爆炸复合、喷射沉积复合等，但这些方法在一个生产周期内无法制备出三层金属复合板。如果采用这些方法制备三层金属复合板，需要先制备出两层的双金属复合板，然后再采用同样的方法将两层的双金属复合板与另一种金属复合，最终才能得到成三层金属复合板。因此，采用这些方法制备三层金属复合板，同样生产工序多、工艺流程长，材料和能源消耗大。

发明内容

本发明的目的是针对现有三层金属复合板生产方法中存在的不足，提供了一种三层金属复合板的短流程轧制成形装置及方法，属于一种新型的半固态/固态/半固态复合方法。

本发明的目的是按如下技术方案实现的：

本发明所述的三层金属复合板的短流程轧制成形装置，其特点是包括机架、水平并排且可转动地设置在机架上的两个轧辊、位于两个轧辊上的结晶器、水平并排地设置在结晶器上的两个中间包和设置在结晶器上面中间位置且位于两个中间包之间的预热装置，其中所述结晶器的上部两侧各设置有一个长方形的流道，结晶器的中心位置设置有一个长方形通道，该长方形通道的四周设置有隔热板，所述结晶器的下部设置有两个各与一个轧辊位于同一侧的弧面，所述两个弧面的外侧部各设置有一个与结晶器一体连接的弧形侧封块，所述各弧形侧封块分别和与其位于同一侧的轧辊相接触而使各位于同一侧的弧形侧封块、轧辊及弧面之间共同形成有一个结晶腔，所述两个结晶腔的上端各与一个流道相连通，其下端与两个轧辊之间预留的辊缝相连通，且所述结晶器靠近各弧面的位置处及各轧辊上分别设置有冷却水孔，所述两个中间包内分别设置有用于盛放金属液的方形炉膛，所述各中间包位于方形炉膛的底部分别设置有一个长方形的出液口，所述各出液口各与一个流道相连通，所述预热装置的中心位置设置有一个长方形通道，该长方形通道的两侧设置有加热体，且该长方形通道的底端与结晶器上的长方形通道相连通。

本发明所述的三层金属复合板的短流程轧制成形方法，其特点是包括如下步骤：

第一步：对芯层金属板的表面进行清洗，去除表面的油污和氧化皮；

第二步：将芯层金属板依次穿过预热装置上的长方形通道和结晶器上的长方形通道，最后达到两个轧辊的辊缝，然后接通预热装置的电源，对芯层金属板进行预热，预热温度为150~350℃；

第三步：在一个或两个熔炼炉内加热熔炼好一种或两种包覆层金属液，并控制好金属液的温度在690~1550℃；

第四步：启动轧制成形装置，控制两个轧辊的其中一个顺时针转动，另一个逆时针转动，且转速相同，转速均为30~60转/分钟；

第五步：接通水阀，使结晶器和两个轧辊上的冷却水孔通入冷却水，结晶器上的冷却水流量为5~15升/分钟，两个轧辊上的冷却水流量分别为10~20升/分钟；

第六步：将包覆层金属液各转移到一个中间包内，位于各中间包内的金属液分别由中间包上设置的出液口及结晶器上对应设置的流道各流进一个结晶腔内，且在两个结晶腔内，包覆层金属液分别被冷却搅拌成半固态浆料，然后与芯层金属板汇合后同时进入辊缝后经两个轧辊轧制复合成三层金属复合板。

本发明是将包覆层金属液连续冷却搅拌成半固态浆料后与芯层金属板直接轧制复合成三层金属复合板，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：