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聯(lián)系人:王經(jīng)理

金屬復合板的軋制制備工藝

發(fā)布時(shí)間:2017/2/10 17:24:45

   金屬復合材料的優(yōu)異綜合性能使之成功走向市場(chǎng),在諸多應用領(lǐng)域占有一席之地。如今,金屬復合材料已形成了年產(chǎn)量近5000噸、年產(chǎn)值近 20 億美元的工業(yè)部門(mén),并且保持 5.9% 的年增長(cháng)率。需求的迅速增長(cháng)促進(jìn)研發(fā)低成本、高效率地制備金屬復合材料的生產(chǎn)方法。

  軋制復合法是可以利用現有生產(chǎn)手段制備金屬復合板的有效方法。軋制復合法可分為熱軋復合法和冷軋復合法; 冷軋復合法中,又可分為等輥徑等輥速復合法和異步軋制復合法。

  1. 熱軋復合法。

  熱軋復合法是將待復合的金屬坯料加熱到一定溫度,對其施加大的壓下量進(jìn)行軋制變形,在熱和力的同時(shí)作用下使不同金屬得以復合的一種工藝方法。相對于其他復合工藝,熱軋復合法的優(yōu)點(diǎn)為: 軋制力較小,對軋機的要求不高; 工藝簡(jiǎn)單,成本低; 界面結合牢固。缺點(diǎn)為: 當復合金屬為活性金屬(如Al,Ti)時(shí),加熱時(shí)容易在界面形成脆性的金屬間化合物; 軋制時(shí)如沒(méi)有保溫措施,復合金屬板的長(cháng)度受到限制; 復合板的厚度難以控制,生產(chǎn)一致性和穩定性差,多適合于生產(chǎn)厚的復合板材及板坯。

  2. 等輥徑等輥速冷軋復合法。

  冷軋復合工藝可以結合清洗、刷面、熱處理等工藝組合成流水式生產(chǎn)成卷的復合材生產(chǎn)線(xiàn),生產(chǎn)效率高。復合前,需借助化學(xué)或物理的方法清除板材受到污染的表面。冷軋采取一道次大變形率,以達到金屬的臨界變形率,實(shí)現兩層金屬原子之間的冶金結合,然后通過(guò)擴散熱處理實(shí)現金屬原子之間的進(jìn)一步擴散,增強界面結合力。金屬表面在進(jìn)行表面清理過(guò)程中會(huì )形成一層加工硬化層,在強烈的金屬塑性變形過(guò)程中,塑性差的硬化層會(huì )優(yōu)先破裂露出底層新鮮的基體金屬。界面兩側的新鮮金屬在巨大的正壓力作用下通過(guò)硬化層的裂縫擠出并且相互接觸形成牢固的冶金結合。只有當金屬表面的裂口達到一定寬度時(shí)才能完成上述過(guò)程,所以金屬界面初結合需要較大的臨界變形率。

  由于等輥徑等輥速冷軋復合法要求較大的一次壓下率,這往往超過(guò)了一般軋機的承受能力。另外,隨著(zhù)人們對材料性能要求的提高,層狀復合材料組分之間的性能差異越來(lái)越大,軋制復合難度也進(jìn)一步增加?,F在的研究熱點(diǎn)是尋求降低軋制臨界變形率的方法。比如,開(kāi)發(fā)出對基、復材采用不同的軋制溫度的異溫軋制復合技術(shù),采用只對鋁層進(jìn)行加熱的工藝完成了鈦/鋁復合板的試制。

  3. 異步軋制復合法。

  異步軋制具有以下特點(diǎn): 上下軋輥對金屬板接觸表面的摩擦力方向相反,快速輥產(chǎn)生的摩擦力向前,慢速輥產(chǎn)生的摩擦力向后,在板材中間形成“搓軋區”; 單位壓力分布均勻,變化平緩; 對兩層金屬施加不同的張力,可以增強結合界面處的搓軋作用,而這種搓軋作用有利于降低軋制復合所需要的臨界變形力。因此,異步軋制復合法可以生產(chǎn)出復合強度高、表面光潔的冷軋復合薄板。


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