[发明专利]一种铝锡合金-钢复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铝锡合金-钢复合材料，包括钢板层和铝锡合金层，其特征在于，所述钢板层的厚度为1-5mm，铝锡合金层的厚度为0.3-1mm；所述钢板层为含碳量在0.02-2.11％之间的铁碳合金，铝锡合金层为铝锡合金经过铸轧而成，铸轧壁厚为5-10mm。

2.根据权利要求1所述的一种铝锡合金-钢复合材料，其特征在于，铝锡合金的主要成分为铝78-94％；锡3-20％；Ni0.1-5％；铜0.1-5％；硅0.1-5％；锰0.1-5％；铅0.1-5％。

3.一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，由钢板为基板、前端先由铸轧工艺得到一定比例成分的铝锡合金板，再把两种板材经过清洗打磨后经过冷轧轧制成铝锡合金-钢复合板材；具体的，包括以下步骤：

S1、在熔炼炉中加入一定比例的铝锭、锡锭以及其他金属成分，加热至700-900℃，使其成为液态的铝锡合金液；

S2、随后将铝锡合金液进行倾倒，使其经过铸轧工艺，得到相应壁厚的板材，之后将铝锡合金板进行改轧后退火，在保洁状态下备用；

具体的，铸轧工艺参数：铸轧采用双辊铸轧机φ500*600mm，其中前箱内熔体温度为690-705℃，辊缝为6.0-6.3mm，铸轧区长度为40-45mm，冷却水水压为0.5MPa、水温低于25℃，铸轧速度为0.8-0.90m/min。

S3、在保洁状态与环境下，开卷、校平、通过砂带磨削工艺修磨钢带表面，消除卷钢带表面的轧制缺陷，使卷钢带的表面外露全新金属本质、洁净无污，钢带的复合表面粗糙度Ra1.6～12.5μm；钢带的非复合表面粗糙度Ra≤0.63μm；

S4、再将铝锡合金板进行清洗去杂去油，通过钢丝刷轮抛磨工艺，对铝锡合金板的表面层进行刷光处理，获取合金带表面刷新、洁净无污的处理效果，调整轧下量为40-80％，轧制力为300-900t，得到轧制后的铝锡合金-钢复合板材，并在复合时喷洒油基热轧油；

S5、再将板材在真空气氛下进行扩散退火，退火温度为200-600℃，增加铝锡合金与钢板之间的结合力；

具体的，铝锡合金和钢的复合过程是由铝锡合金层和钢板层表面硬化层破裂，新鲜的金属接触、相互咬合，实现机械结合的过程，退火处理不仅可以实现铝锡合金层和钢板层的再结晶回复，同时还可以发生铝-钢复合板界面间的相互扩散，使得铝钢复合板由冷轧条件下的机械咬合转变为冶金结合，提高铝-钢界面的结合的强度；

S6、最后进行精轧，将板材轧至所需壁厚，冷却铝锡合金-钢复合材料通过开卷、检验、对不合格部位标记及祛除卷带料头、料边、料尾等，完成规格化后上油卷取成卷。

4.根据权利要求3所述的一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述轧制方式为包辊异步轧制、拉直异步轧制、异步恒延伸轧制或单机异步连轧的其中一种。

5.根据权利要求3所述的一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中熔炼采用圆形中频熔炼炉，熔体温度为720℃-760℃，静置采用电阻加热静置炉，精炼温度720℃-740℃，H₂含量小于0.10ml/100g铝。

6.根据权利要求3所述的一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中晶体细化剂为AL-Ti-B丝，熔体净化采用CCL₄精炼和玻璃丝布过滤相结合的方法。

7.根据权利要求3所述的一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中整个系统都需要经过300℃、4h以上的预热处理。

8.根据权利要求3所述的一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中首道次轧下量控制在20％-60％之间，之后的单道次扎下量控制在20％-30％，累计轧下量为40-80％。

9.根据权利要求3所述的一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中退火温度为600℃，保温600min时，钢板层的晶粒沿轧向伸长的纤维组织转变为细小、等轴的再结晶晶粒，组织发生了完全再结晶，铝-钢界面结合强度最佳。