[发明专利]一种钢/镁层状复合板带材的制备方法

说明书

本发明公开了一种钢/镁层状复合板带材的制备方法，属于金属层状复合材料制备技术领域。首先对钢、镁板带坯进行软化退火，并机械打磨其待复合表面，进行钢/镁层叠组坯，在150～300℃下加热后进行预轧制复合，得到钢/镁预复合板带材，接着进行去应力退火，然后机械打磨钢/镁预复合板带材和镁板带坯的待复合表面，进行(钢/镁)/镁层叠组坯，在310～400℃下加热后进行终轧制复合，得到钢/镁终复合板带材，最后进行扩散退火，获得钢/镁层状复合板带材。本发明技术方案能够实现镁与钢之间的高强冶金结合，特别适合于制备大尺寸大卷重的、镁层远厚于钢层的钢/镁层状复合板带材。

技术领域

本发明属于金属层状复合材料制备技术领域，具体涉及一种钢/镁层状复合板带材的制备方法，特别适合于制备大尺寸大卷重的、镁层较厚或镁层远厚于钢层的钢/镁层状复合板带材或钢/镁/钢层状复合板带材。

背景技术

钢/镁(包括钢/镁/钢)层状复合板带材兼具钢的低成本、优良力学性能等优点和镁的低密度、高阻尼性能等优点，是一种低成本的轻质、高强、减振的结构-功能一体化新材料，在汽车、船舶、轨道交通、航空航天和国防军工等领域具有广阔应用前景。在服役过程中，钢/镁层状复合板带材不仅要有高的力学性能和界面结合强度，而且还要有合适的钢/镁层厚比(如镁层较厚或镁层远厚于钢层)，使其兼具轻质、高强和高阻尼减振等特性，满足具体服役条件对钢/镁层状复合板带材特殊的高性能要求。

目前，制备钢/镁层状复合板带材的方法主要是爆炸焊接法和热轧复合法。

爆炸焊接法是利用炸药爆炸产生的冲击力，使镁板与钢板高速碰撞，实现镁与钢之间的冶金结合。但是，爆炸焊接法不仅存在能量消耗大、环境污染严重、工序繁杂、生产效率低和产品成本高等问题，而且无法连续化生产大尺寸大卷重的钢/镁层状复合板带材。

通过分析，申请人发现现有技术主要包括以下方案：

1、对镁板和/或钢板的待贴合面镀锌和/或铝层→组坯→真空或惰性气体气氛条件下加热→热轧复合→镁-钢复合板。该方法通过添加中间金属层铝或锌，实现难互溶金属镁/钢界面的间接冶金结合。但是，铝或锌均可以与铁和镁反应生成金属间化合物，导致所述复合板的界面结合强度较低。此外，该方法还存在以下不足：(1)需要在真空或惰性气体气氛条件下对镁/钢组合坯料进行加热，制备流程长，对设备要求高，提高了所述复合板的生产成本；(2)真空热处理设备的尺寸限制了所述复合板的宽度和长度，难以实现真正意义上的连续生产，也无法制备大尺寸大卷重的、镁层较厚(或镁层远厚于钢层)的钢/镁层状复合板带材。

2、对镁板和钢板待复合表面机械打磨→组坯→包套真空封装→热轧复合→扩散热处理→镁/钢层状复合板。该方法利用缺陷-原子扩散新机制，在不加中间层的情况下，实现了钢/镁界面的直接冶金结合。但是，该方法需要在热轧复合之前用金属包套对组坯进行真空封装，这使所能生产的钢/镁层状复合板带材的宽度和长度受限，难以制备大尺寸大卷重的、镁层较厚(或镁层远厚于钢层)的钢/镁层状复合板带材。

因此，针对目前钢/镁层状复合板带材制备方法存在的上述问题，有必要开发一种低成本、高效率制备大尺寸大卷重的、镁层较厚(或镁层远厚于钢层)的钢/镁层状复合板带材的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢/镁层状复合板带材的制备方法，其特征在于，采用再结晶温度以下的较低温度的预轧制复合和终轧制复合相结合的工艺，在无需真空、还原性气氛或保护性气氛下实现钢与镁之间的高强冶金结合，低成本高效制备出钢/镁层状复合板带材，特别适合于制备大尺寸大卷重的、镁层较厚(或镁层远厚于钢层)的钢/镁层状复合板带材。

根据本发明的一种钢/镁层状复合板带材的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：分别对钢板带坯和镁板带坯在空气氛围中进行软化退火；