[发明专利]Al/Cu/Mg复合板材轧制制备方法

说明书

本发明公开了一种Al/Cu/Mg复合板材轧制制备方法，包括如下步骤：1）对铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料进行均匀化处理；2）在铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料和横向铜网上相对应的位置开槽；3）将铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料去除表面的氧化层，并进行表面打毛处理，然后用超声波清洗机加无水乙醇清洗并吹干，防止复合材料界面结合处有杂质；4）将坯料按铝合金或纯铝坯料、横向铜网、镁合金坯料、横向铜网、铝合金或纯铝坯料的顺序堆叠在一起，并在堆叠在一起的坯料槽中插入纵向铜网，形成组合坯料；5）冷轧；6）热轧；7）叠轧。本发明既可以提高镁铝复合板的界面结合强度，也能增加材料的抗冲击韧性，从而提高复合材料的综合力学性能。

技术领域

本发明属于复合材料生产技术领域，具体是涉及一种 Al/Cu/Mg复合板材轧制制备方法。

背景技术

镁及镁合金具有密度小（约1.7g/cm³），是目前金属结构材料中最轻的材料，但是其耐蚀性差。铝合金以及纯铝的抗腐蚀性能好。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。Al/Mg/Al叠层复合材料兼具了两种合金的优异性能，既弥补了镁合金耐蚀性差的缺点又达到了铝合金或纯铝坯料轻量化的效果，具有广阔的应用前景。镁铝在420℃左右的复合轧制变形中，叠层复合板界面结合处会出现脆性的Mg₁₇Al₁₂相和Mg₃Al₂相组成的扩散层，降低复合材料的界面结合性能以及抗冲击性能等，因此形成牢固的结合界面是实现金属复合轧制的关键。近年来对金属叠层复合材料的研究，主要是集中在如何提高金属叠层复合材料界面的结合性能方面，如选择合适的表面预处理、轧制温度、压下率、轧制速度及轧制后热处理工艺等，有关在镁铝板材的界面结合处增加一种中间物质进行轧制制备复合材料，使其增强界面结合的能力，达到提高复合材料的综合力学性能的研究鲜有报道。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种既能够增强镁铝复合板材的界面结合强度，又能够提高板材的抗冲击性能的Al/Cu/Mg复合板材轧制制备方法，从而综合提高复合材料的力学性能。

本发明采用的技术方案是：

一种Al/Cu/Mg复合板材轧制制备方法，包括如下步骤：

1）将铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料放入热处理炉中进行均匀化处理；

2）在铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料和横向铜网上相对应的位置开槽；使得铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料和横向铜网堆叠后，铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料和横向铜网上的槽能够重合；

3）将铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料去除表面的氧化层，并对铝合金或纯铝坯料、镁合金坯料打毛；所用坯料用超声波清洗机加无水乙醇进行清洗，然后使用风扇或吹风机对洗过的板面进行干燥处理，防止界面结合处有杂质；

4）将坯料按铝合金或纯铝坯料、横向铜网、镁合金坯料、横向铜网、铝合金或纯铝坯料的顺序堆叠在一起，并在堆叠在一起的坯料槽中插入纵向铜网，形成组合坯料；然后用锡箔纸将板块包严；

5）将步骤4得到的物料置于轧机冷轧，轧机轧辊的转速为10-40r/min，压下量为10％～15％；

6）冷轧后的复合板材重新用锡箔纸包严，在真空或具有还原性保护气体的条件下，加热至350℃～500℃，保温时间20～60min，使复合板材受热均匀，进行压下量为50％～65％的热轧变形，空冷至室温；

7）叠轧，叠轧具体操作如下：将步骤6）得到的复合板材去除表面的氧化层，并将复合板材表面打毛，再用无水乙醇进行冲洗吹干；将两块复合板材叠放在一起，并进行端部铆接固定；并用锡箔纸包严，在真空或具有还原性保护的条件下，加热温度至350℃～500℃，保温时间为20～60min，使复合板材受热均匀，进行压下量为45％～55％的轧制变形；将该步骤新得到的复合板材替代步骤6）得到的复合板材，多次重复复合板材的叠轧。