[发明专利]一种金属或合金复合体结构及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种金属或合金复合体结构及其制备方法和应用，该复合体结构包括A层、B层和C层；所述A层和C层为耐高温金属材料或耐高温合金材料；所述B层是过渡材料与A层和C层熔融形成的过渡层，过渡层位于A层与C层之间，所述过渡材料为易熔金属材料或其合金材料；B层用于吸收成型冷却过程中因A层与C层热膨胀系数不同而产生的内应力，以减轻形变。采用本发明所述方法制备的复合体结构，将其应用于电子设备、航空航天设备、电力设备、精密设备或抗辐射设备等设备或构件的加工时，具有加工工艺稳定，生产效率高，加工耗时短和生产成本低等优点，加工得到的产品外形美观、强度高，质量轻、抗腐蚀性及抗辐射性强，能够满足产品的性能要求。

技术领域

本发明涉及的是材料成型技术领域，具体涉及一种金属或合金复合体结构及其制备方法和应用。

背景技术

钛合金是以钛为基料，并加入其它合金元素组成的合金，它具有密度低（质量轻）、比强度高、抗腐蚀性能好、耐热性高、工艺性能好等优点，基于上述优点，许多航空航天设备、电子设备、电器设备等高精尖设备的外框体或结构体都采用钛合金材料制成。在航空航天设备、电子设备、电器设备等高精尖设备的框体或结构体中通常会安装许多机构与电子元件，因此，钛合金框体或结构体表面或背面上通常会设置很多安装孔、安装槽等用于机构与电子元件安装与定位的安装定位结构，但是由于钛合金具有延展性差、硬度高等特点，使得钛合金加工难度大，加工工艺复杂，加工成本高。

以手机为例，随着智能机逐渐走向大屏化、轻薄化、多功能化，主流屏幕尺寸的不断增长，更大的屏幕需要更高强度的材料来进行支撑，因而也就需要更大的手机中框。采用现有加工工艺加工钛合金手机中框的成本是加工不锈钢手机中框成本的3倍以上。现有的加工方式普遍采用一整块金属板材或金属型材进行数控加工而成，由于受加工方法及材料限制，从而导致数控加工成型耗时长，生产成本高，量产性较差，而且采用现有数控加工方法，由于材料的硬度大，可塑性及延展性差，容易断裂；或者是加工的产品表面会出现少量裂纹，从而造成外观不良等问题。

经检索，公布号为CN 101648316A的专利文献1，公开了一种靶材与背板的焊接结构及方法，所述方法包括：提供钛靶材和铝背板；对钛靶材和铝背板进行加工，在钛靶材焊接面加工成螺纹状；采用热压方法将钛靶材和铝背板进行焊接形成靶材组件，对靶材组件进行热扩散处理然后空冷冷却。所述方法使用螺纹撕裂背板上的氧化层，提高了靶材与背板之间的结合强度。

公告号为CN 110421246B的专利文献2，公开了一种背板与高纯金属靶材的扩散焊接方法，所述扩散焊接方法包括如下步骤：准备高纯金属靶材与背板，并在背板的焊接面上加工螺纹；组合高纯金属靶材与背板，并将组合材料放置于金属包套中；对装入组合材料的金属包套进行脱气处理，然后将金属包套进行密封；冷等静压密封后的金属包套；对冷等静压处理后的金属包套进行热等静压处理，然后冷却至室温；去除金属包套，完成背板与高纯金属靶材的扩散焊接。本发明通过对组合材料先进行冷等静压处理，再进行热等静压处理，克服了热等静压在低温下达不到工艺压力的缺点，从而保证了螺纹的嵌入效果。

公告号为CN 110369897 B的专利文献3，公开了一种靶材与背板的焊接方法，所述方法包括如下步骤：准备靶材与背板，在硬度较高的材料的焊接面上加工螺纹；组合靶材与背板，并将组合材料放置于金属包套中；对装入组合材料的金属包套进行脱气处理，然后将金属包套进行密封；加热密封后的金属包套至第一温度，然后加压至第一压力，随后加热至第二温度，压力随温度升高至第二压力，保温保压后冷却至室温；去除金属包套，完成靶材与背板的焊接。本发明通过先升温再加压的方法，使螺纹更好地嵌入到硬度较小的材料中，提高了焊接面的接触面积，并能够破坏焊接面的氧化层，减少了氧化层对扩散焊接的阻挡作用，提升了焊接强度。

公布号为CN112497864A的专利文献4，公开了一种耐高温的轻质金属包层材料及其制备方法，该包层材料为三层结构，外层为耐高温金属材料，内层为轻质金属材料，中间层为缓释隔离层；该种包层材料的制备是将外层耐高温金属材料作为热等静压包套，通过热等静压扩散连接实现三层材料之间的成形。其优点在于该包层材料具有低的比重，以及很好的抗高温氧化、烧蚀性能。