[发明专利]界面空间冶金结合的铝合金-铝-钢过渡接头制备方法

说明书

本发明涉及一种界面空间冶金结合的铝合金‑铝‑钢过渡接头制备方法。具体包括：1)待复合板钢板和铝合金板的波纹面加工以及待复合钢板、铝板以及铝合金板待复合面的处理；2)将待复合钢板、铝板以及铝合金板组装成组装坯；3)将组装坯置于压力机上进行压缩复合，制备出初步结合的铝合金‑铝‑钢复合板；4)将初步结合的铝合金‑铝‑钢复合板置于高温压力试验机上，进行微压力热扩散处理，最终形成空间冶金结合的铝合金‑铝‑钢复合板；5)将空间冶金结合的铝合金‑铝‑钢复合板进行切边处理，制备出铝合金‑铝‑钢过渡接头。本发明实现了界面规则空间冶金结合，产品性能稳定，产品经过微压力扩散退火后，界面强度对热敏感度降低。

技术领域

本发明属于金属层状复合材料制备技术领域，具体涉及一种界面空间冶金结合的铝合金-铝-钢过渡接头制备方法。

背景技术

随着船舶制造工业技术的变革，高效环保的发展理念促使船舶行业不断革新技术，加快了新型造船材料、工艺、设备的应用发展。铝及铝合金材料由于比重小、比强度高、无磁性、可焊接、易加工成形、无低温脆性、耐海水腐蚀等优点，被广泛应用于船舶上层建筑、舾装件及甲板室等部位，极大地降低了船舶自身的重量，增加了船舶的运载能力，同时还可以降低船舶的重心，提升船舶航行速度、增加船舶稳定性。随着越来越多的铝及铝合金结构件被用于船舶制造中，钢与铝的连接问题成为人们关注的焦点。

钢与铝的连接主要采用搭接螺钉、铆接和过渡接头。现在，国内外使用最广泛的是钢-铝过渡接头，而搭接螺钉和铆接连接方式仅有少数国家在使用。钢-铝过渡接头主要有两大类，铝合金-钛-钢过渡接头和铝合金-铝-钢过渡接头。在满足船舶结构强度要求时，铝合金-铝-钢过渡接头具有更明显的经济优势。

铝合金-铝-钢过渡接头由采用爆炸复合法制备的铝合金-铝-钢复合板，利用机械加工的方法加工成条形、板形、圆形或其他形状。利用爆炸复合板制备的铝合金-铝-钢过渡接头其疲劳寿命已证实满足一般小型船舶的船体疲劳性能设计要求，被广泛应用于民船、中小船舶以及特殊用途船舶中。然而，随着使用环境和要求的不断改变，铝合金-铝-钢过渡接头综合性能要求也在不断的提升，如水下、水上大型舰船的设计和使用的“更高施焊温度、更大承载应力、更强结合界面及更高结构韧性”的要求，大型高速船体进一步轻量化后出现了对总厚为10mm左右的超薄铝合金-铝-钢过渡接头需求。传统爆炸复合制备的铝合金-铝-钢复合接头显得性能不足。加之，爆炸复合法制备复合板存在产品质量稳定性不好、噪声污染严重、产品规格受限等问题，急需开发新型工艺制备出综合性能优异的铝合金-铝-钢过渡接头。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种界面空间冶金结合的铝合金-铝-钢过渡接头制备方法。该方法利用塑性成形或机械加工的方法将铝合金板待复合面和钢板待复合面制备出同等规格的波纹，利用铝合金板待复合面的波纹和钢板待复合面的波纹将压力机施加给待复合面的压力巧妙的转变为界面压力和剪切力混合作用，增强待复合面撕裂能力，降低压下量，并通过微压力热扩散，制备出界面空间冶金结合的铝合金-铝-钢过渡接头，具有生产方式简单、界面结合强度高、设备投入少、产品尺寸规格多样的优点。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种界面空间冶金结合的铝合金-铝-钢过渡接头制备方法，包括以下步骤：

1)准备待复合铝合金板、待复合铝板、待复合钢板，利用塑性成形方法或机械加工方法在待复合铝合金板和待复合钢板的待复合面上加工出大小、形状一致且均匀的波纹，将制备好的待复合铝合金板和待复合钢板分别进行退火处理，然后除去待复合铝合金板波纹面和待复合钢板波纹面的油污和氧化膜，并对待复合铝合金板和待复合钢板的波纹面进行打磨，最后静置或烘干，将待复合铝板退火处理，然后除去待复合铝板待复合面的油污和氧化膜，并打磨待复合铝板两侧的待复合面，最后静置或烘干；