[发明专利]轧前氧化处理的钢铝双金属轧制复合方法

说明书

本发明提供一种轧前氧化处理的钢铝双金属轧制复合方法，其包括以下步骤：步骤S1、准备待复合钢板和铝板，S2、表面清洁处理，S3、表面氧化处理，S4、工件预装并进行轧制，S5、热处理。本发明不同于现有技术中钢铝双金属复合板在轧前需要进行去除氧化膜处理工艺以期开发有利于初步复合的工艺或提高轧后复合强度的问题，本发明通过轧前对钢板接触面处进行氧化处理，并且将处理后的工件冷却至室温后与铝板实施预装，经冷轧后实现钢铝双金属氧化后的初步复合，并将所获得的复合板进行热处理，通过冷轧前的氧化处理工艺，能够有效的提高钢铝复合界面的界面结合强度。

技术领域

本发明涉及复合材料及其制备方法的技术领域，具体涉及一种轧前氧化处理的钢铝双金属轧制复合方法。

背景技术

钢铝双金属板材复合，以钢为基体，铝为增强体，制备成的铝板增强钢基复合材料，在机械、电子电器、航空航天、汽车等行业具有广阔的发展空间及应用前景。由于铝在空气中会瞬间发生氧化生成致密的氧化膜，严重阻碍钢和铝的复合，从而在轧前会对硬化层和氧化层进行打磨等工艺处理，甚至为防止氧化会采用真空处理或立即轧制的方法，现有钢铝冷轧复合法一般采用单道次压下率大于55％轧制，大压下率轧制使钢板和铝板发生较大变形，此时必然存在一个使铝板待结合面氧化膜破碎的临界压下率，当压下率大于此临界压下率，从而让铝侧氧化膜充分破碎，内部新鲜金属露出与钢板发生结合。并且在热处理退火时钢铝复合界面易形成钢铝脆性化合物，导致冷轧复合法生产钢铝复合板得结合强度难以有效提高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种轧前氧化处理的钢铝双金属轧制复合方法，本发明通过轧前对钢板接触面处进行氧化处理，将处理后的工件冷却至室温后实施预装，经冷轧后实现钢铝双金属初步复合，并将所获得的复合板进行热处理，充分提高了界面结合强度。

具体地，本发明提供一种轧前氧化处理的钢铝双金属轧制复合方法，其包括以下步骤：

步骤S1、准备待轧制的铝板和钢板。

步骤S2、对钢板和铝板进行表面洁净处理：清理步骤S1中得到的待轧制钢板和铝板的待复合表面的硬化层、氧化物和油污，得到洁净的钢板和铝板；

步骤S3、对钢板表面进行氧化处理：对步骤S2得到的洁净的钢板待复合界面进行氧化处理；

步骤S3中所述氧化处理为采用钢在空气中加热或直接浸於浓氧化性溶液的方法，氧化处理后钢板的待结合面形成氧化膜，氧化过程中控制氧元素的扩散深度处于4μm～15μm之间；

步骤S4、工件预装并轧制：对步骤S3中氧化处理后的钢板与洁净的铝板进行叠合预装，并将预装后工件进行冷轧实现钢铝双金属板的轧制复合，得到初步复合板；

氧化后的钢板待结合面存在有一个氧化膜破碎的临界压下率，当冷轧压下率大于所述临界压下率时，轧制后钢板待结合界面的氧化物破碎并且会刺透铝侧的氧化膜或基体，进而在钢铝复合界面形成有效的机械啮合，并且刺透过程中会加快铝侧氧化膜的破碎，实现钢板和铝板的高强度复合；

步骤S5、对初步复合板进行热处理：对步骤S4中得到的初步复合板进行热处理工艺，在350℃～600℃温度范围内退火1-2h。

优选地，步骤S1中所述钢板包括带有燕尾槽的钢板和无燕尾槽的钢板。

优选地，步骤S1内嵌式凹槽加工中用铣床或者线切割进行加工。

优选地，步骤S1中用铣床或者线切割加工带有燕尾槽的钢板。

优选地，在步骤S2表面处理中用钢丝刷、砂纸或砂轮去除待复合表面的氧化物和硬化层，并用丙酮和酒精将待复合表面的油污擦拭干净，再用风机吹干备用。

优选地，步骤S3中所述的待轧制钢板氧化处理后需冷却至室温。