[发明专利]一种薄铜-钛异种金属复合材料的制造方法

说明书

一种薄铜‑钛异种金属复合材料的制造方法，将钢板平铺在沙土地基之上，再将钛板坯放置在平整的钢板上，在钛板坯的上表面摆放铜片支撑体，然后将铜板坯铺设其上；安装好后，在铜板坯上表面均匀铺设炸药层，在炸药层一端端头埋设电雷管并引爆炸药，炸药产生的能量使铜板坯向下加速运动，并以一定的碰撞角与钛板坯高速碰撞，形成牢固结合的双金属复合板坯；对铜‑钛双金属复合板坯进行加热轧制、抛光处理。本发明拓宽了铜‑钛复合材料的厚度组合范围，扩大铜‑钛复合材料的应用范围，将在化工和冶金行业有着广阔的应用开发前景。

技术领域

本发明涉及双金属制造技术领域，具体涉及一种薄铜-钛异种金属复合材料的制造方法。

背景技术

目前，在海水淡化、电解制氯领域，钛材以优越的腐蚀性能，逐步加工成钛设备，钛管提高系统整体使用寿命，但是钛材需要和导电性较好的铜电缆进行连接，目前主要采用螺栓固定的方式，接触面存在一定的缝隙，没有形成有效冶金结合，造成连接处的导电性差，在高电流情况下，产生大量的热量，不仅浪费电，而且影响设备正常运转。特别是较薄的、总厚度为3mm的铜-钛复合材料进行以上过渡连接时，缺点更加明显。如果能够使铜、钛两种金属实现冶金结合，然后再通过焊接的方式，把铜与铜电缆进行焊接，钛与钛管、钛设备进行焊接，实现无缝连接，将明显改善以上问题。

目前，制造铜-钛复合材料的主要有两种方法：一种是直接爆炸焊接，对于薄铜-钛复合材料爆炸时，会出现结合率低、板形差、不易校平等质量问题；另一种是直接轧制方法，但是结合性能低、材料利用率低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄铜-钛异种金属复合材料的制造方法，针对铜-钛异种金属制品总厚度为3mm以下的铜-钛复合材料进行爆炸+轧制加工。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种薄铜-钛异种金属复合材料的制造方法，包括以下步骤：

步骤一、取平整的钢板并将其平铺在沙土地基上，再取钛板坯并将其放置在钢板上，然后在钛板坯的上表面摆放铜片支撑体，然后取铜板坯并将去铺设在铜片支撑体上；

步骤二、在铜板坯上表面均匀铺设药厚为40~80mm的炸药层，并在炸药层一端端头埋设雷管；

步骤三、通过雷管引爆炸药层，炸药层产生的能量使铜板坯向下加速运动，并以一定的碰撞角与钛板坯高速碰撞，形成牢固结合的双金属复合板坯；

步骤四、对步骤三制得的双金属复合板坯进行加热并轧制，加热温度为700~850℃，保温时间与双金属复合板坯的厚度的比例为3 min/mm，轧制过程中，按照4~8倍的轧制比例，形成一定厚度的铜-钛复合材料；经过超声波探伤，复合率为100%。

步骤五、采用80目的页轮对钛层和铜层表面进行抛光处理，完成铜-钛双金属复合材料的制备。

本发明中，炸药层采用以膨化硝铵为主剂并添加食盐的粉状混合炸药，混合的重量百分比为膨化硝铵50~80%和食盐20~50%；炸药密度为0.5~0.8 g/cm3，其爆速为1900~2900m/s。

本发明中，钛板坯的厚度与铜板坯的厚度的比例为1.5~2。

本发明中，所述钢板的厚度为20mm，所述钛板坯的厚度为6~12mm，所述铜板坯的厚度为4~6mm，所述铜片支撑体的高度为6~12mm。

引爆雷管后炸药产生的能量，在高压脉冲载荷作用下，使复层材料向下加速运动并与基板进行碰撞，并形成一定的弯折角，同时基板、复板实现冶金结合，复合率达100%，剪切强度τb≥100MPa。