[发明专利]镁/铝基层状复合板的制备方法

说明书

本发明涉及金属复合板制备方法，具体为镁/铝基层状复合板的制备方法，解决目前现有的镁合金基层状复合板制备方法要求制备条件苛刻，复合效果差，对设备要求高的问题，步骤：1、打磨、超声波清洗风干；2、镁、铝合金板材在氩气环境、加弧辉光和外水循环冷却条件下表面溅射铜层；3、镁/铝基层状复合板在等离子放电烧结炉内，在电流加热、加压、外水循环冷却条件下选用石墨模具进行热压烧结；4、打磨、砂光处理。优点：1、镁/铝基层状复合板的界面结合良好，界面处没有裂纹、气孔等缺陷；2、镁/铜界面处存在约3μm的元素扩散层，铜/铝界面处存在约为7μm的元素扩散层，界面处溅射铜层的存在抑制了脆性相的产生；3、镁/铝层状复合板的界面结合强度可达80 Mpa。

技术领域

本发明涉及金属复合板制备方法，具体为镁/铝基层状复合板的制备方法。

背景技术

有色金属镁合金具有低密度、高比强度/比刚度、弹性模量大、消震性好、可回收再利用等优点，是目前发现的最轻的金属材料，已被广泛地应用于航空航天、交通运输、医疗器械和汽车制造等工业领域。然而，镁合金存在耐腐蚀性较差、塑性低的缺点，这在一定程度上限制了镁合金的发展。为了提高镁合金的耐腐蚀性和塑性，常在镁合金表面包覆一层耐腐蚀好、塑性高的金属材料，如在镁合金表面包覆一层铝合金，制备成镁/铝层状复合板。但是高温下镁铝之间易形成脆性相，导致界面结合强度降低。目前，制备层状复合板的方法主要有爆炸复合法、热轧法和热压烧结法。爆炸复合法是通过炸药爆轰波的瞬时高温高压作用下来达到板材的结合，但是制备条件苛刻，同时其均匀度和安全性能还有待提高。而热轧法对由于首道次压下率较大，对轧机提出了更高的要求。

因此，设计一种工艺方法、条件简单，复合效果好，对设备要求不高的镁/铝基层状复合板制备方法是十分有必要的。

发明内容

本发明解决目前现有的镁合金基层状复合板制备方法要求制备条件苛刻，复合效果差，对设备要求高的问题，提供一种制备工艺方法简单，复合效果好，对设备要求不高的镁/铝基层状复合板制备方法。

本发明是通过以下操作步骤实现的：镁/铝基层状复合板的制备方法，包括以下操作步骤：

（1）、板材的预处理

对镁合金板材和铝合金板材进行表面砂纸打磨处理，去除表层的氧化物层，进行超声波清洗后风干；

（2）、板材表面溅射铜层

镁合金板材和铝合金板材表面溅射铜层在氩气环境、加弧辉光和外水循环冷却条件下进行如下操作步骤：

a、开启设备总电源，开启外水循环冷却系统，开启充气阀，待炉内气压升至标准大气压时，开启磁控溅射炉的上盖；

b、将镁合金板放入磁控溅射炉的工作台上，关闭磁控溅射炉的上盖；

c、开启机械泵和角阀，对炉腔内进行抽真空，待炉腔内真空度达到10 Pa后，关闭角阀；

d、开启前级阀和插板阀，待炉内真空度降至5 Pa以下时，开启分子泵；

e、待炉内真空度降至8×10^-4 Pa后，开启氩气瓶开关，开启氩气控制阀，进行充氩气并关闭所有插板阀，手动调节插板阀，使炉腔内真空度达到溅射所需值；

f、开启溅射面板控制器，调节电流控制器，直到起辉光为止；

g、对镁合金板材进行磁控溅射铜层，溅射时间为60 min；

h、溅射完成后依次关闭分子泵、插板阀和机械板；

i、待炉内温度降至100 ℃后，开启磁控溅射炉盖，取出镁合金板材，关闭外水循环冷却系统；

j、采用上述同样工艺对铝合金板材进行表面磁控溅射铜层；

（3）、镁/铝基层状复合板的热压烧结