[发明专利]一种镁铝多层复合板及其制备方法

说明书

本发明涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种镁铝多层复合板及其制备方法。镁铝多层复合板的制备方法包括：利用离心铸造制备初次镁铝复合板，然后将多块所述初次镁铝复合板按照铝层和镁层交替间隔的方式叠放并固定形成叠层镁铝复合板坯，且相邻两块所述初次镁铝复合板之间设置有锌层。该方法有利于镁铝多层复合板在低温(150‑250℃)下轧制复合，实现了复合板界面处良好的冶金结合，突破了传统镁铝复合板在低温下轧制难以获得良好界面的瓶颈。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种镁铝多层复合板及其制备方法。

背景技术

镁合金是目前最轻的金属结构材料，具有比强度高、压铸性好、切削性好、电磁屏蔽、减震降噪性能好、散热性好、易于再生循环等诸多优点，被誉为“21世纪绿色工程金属”。与铝和钢相比，镁由于密度低、质量轻(仅相当于铝的2/3、钢的1/4)，具有明显的结构性能优势，在航空、航天等军事领域及汽车、3C电子、精密仪器等行业都有广泛的应用。而铝及铝合金是目前工业生产(特别是汽车工业)中应用最为广泛的一种金属，具有密度小、成型性好、强度高、良好的耐腐蚀性能等特点。因此，如果能够大量地采用镁合金来取代部分铝合金零部件材料，在保证产品使用性能的前提下，可以大幅度减轻产品重量，这样不仅极大的减少了能源消耗，节约了资源，还能减少排放，减少环境污染。因此，制备镁铝双金属复合材料在亟需轻量化的领域(尤其是汽车和航空航天工业)中具有潜在的应用前景，并且对于世界工业界所面临的节约能源和保护环境两大问题具有重要的战略意义。

传统的镁铝复合板制备方法主要包括复合挤压法、轧制复合法、扩散焊接法、爆炸复合法、搅拌摩擦焊接法等。由于轧制复合具有较高的生产效率，容易实现大规模的工业化生产，是目前发展最为迅速、应用最为广泛的一种生产镁铝复合板的方法。由于镁合金自身的密排六方晶体结构导致其塑性变形能力较差，加上一般的商业镁合金板材都具有很强的基面织构，为了获得较好的轧制成形能力，镁合金的轧制温度通常在300℃以上。由于镁合金和铝合金两者之间存在较大的塑性变形能力差异，当两者在300℃下轧制时，通常界面处出现大量的裂纹，导致复合板界面结合较差，严重影响复合板的力学性能。目前国内外制备镁铝复合板的轧制温度通常在300℃以上，在低温下(150-250℃)制备界面结合良好的镁铝复合板鲜有报道。

发明内容

本发明提供了一种镁铝多层复合板的制备方法，其有利于镁铝多层复合板在低温(150-250℃)下轧制复合，实现了复合板界面处良好的结合，突破了传统镁铝多层复合板在低温下轧制难以获得良好界面的瓶颈。同时，利用离心铸造制备初次镁铝复合板坯，有助于细化复合板的晶粒尺寸，提高强度和塑性成形能力，对后续轧制变形极为有利，可进一步提升镁铝多层复合板的性能。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种镁铝多层复合板的制备方法，包括：利用离心铸造制备初次镁铝复合板，然后将多块所述初次镁铝复合板按照铝层和镁层交替间隔的方式叠放并固定形成叠层镁铝复合板坯，且相邻两块所述初次镁铝复合板之间设置有锌层。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，制备初次镁铝复合板的步骤包括：先浇注镁合金的熔融液，待镁合金的熔融液冷却凝固后对其表面进行处理得到镍基合金涂层，最后再浇入铝合金的熔融液，冷却后得到镁铝复合管坯，而后对所述镁铝复合管坯进行切割、展开、矫平和初次轧制。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，初次轧制的温度为150-250℃,保温时间为10-90min，轧制速率为0.5-5m/min，轧制变形量为25-60％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，镍基合金涂层的厚度为1-20微米。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，形成所述锌层的方式包括：化学镀、电镀、浸镀、金属夹层中的任意一种。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，还包括：对所述叠层镁铝复合板坯进行二次轧制，二次轧制的轧制参数可与初次轧制一样。