[发明专利]一种降低铝钛复合板材轧制边裂的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料轧制技术领域，特别涉及一种降低铝钛复合板材轧制边裂的方法。

背景技术

目前，复合板材轧制受到工业界和学术界的高度关注，该类材料结合多种基板的优势，在机械减震、防弹保护、噪音屏蔽等领域具有极高的应用潜能。制备出高质量的该类材料，具有非常重要的实际与科学意义。然而，在轧制过程中，复合板材边部经常出现裂纹，这是一件具有挑战的工作。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种降低铝钛复合板材轧制边裂的方法，第一阶段，采用深冷轧制，实现材料的均匀、无边裂变形，第二步，采用室温轧制，提高材料界面结合强度，最终生产出高质量、无边裂的铝钛复合板材，该材料为铝/钛/铝复合结构，利用铝提高材料的韧性，利用钛提高材料的强度；该复合板可以通过热处理，进一步制备出铝、钛、钛铝金属间化合物的多元复合板材。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种降低铝钛复合板材轧制边裂的方法，包括如下步骤：

第一步：以纯铝或铝合金和纯钛或钛合金为原料，纯铝或铝合金轧制前的厚度为100-2000μm，纯钛或钛合金轧制前的厚度为25-500μm；

第二步：将纯铝或铝合金带材和纯钛或钛合金带材加工成完全相同尺寸的尺寸，对材料表面进行除油，清除表面氧化物；

第三步：按照铝/钛/铝进行叠加，对轧件头部进行焊接；

第四步：将材料放入液氮中进行冷却，将轧件温度降低到-196℃；

第五步：将材料取出，以压下率25-30％进行深冷轧制；

第六步：将轧制后的带材，放入液氮中重新冷却，温度降至-196℃；

第七步：将冷却的材料再进行深冷轧制，压下率维持在25-30％；

第八步：重复第六步和第七步3-5道次，成产出特定厚度的铝钛复合板材；

第九步：以深冷轧制的铝钛复合板为原料，进行1道次40-50％的室温轧制，提高铝钛复合板材的结合质量。

本发明复合轧制技术目前适合铝、钛合金的制备。利用该技术，成功地制备了无边裂的铝钛复合带材，该复合带材在机械减震、防弹保护、噪音屏蔽等领域具有广阔前景。

附图说明

图1是本发明工艺步骤示意图。

图2是本发明深冷轧制制备的铝钛双金属带材与室温轧制的铝钛双金属带材边部质量比较图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明的主要原理为利用铝合金材料低温塑性比其室温塑性更强的特点，将铝/钛/铝复合板材先进行深冷轧制，实现轧制过程中复合板边部没有裂纹。然后，在最后，进行一道次的室温轧制，使材料界面的结合强度更高，从而生产出高性能、高质量、无边裂的铝钛复合板。该铝钛复合板材可以通过进一步热处理，制备出铝-钛-金属间化合物的多元复合板材。如图1所示，为降低铝钛复合板材轧制边裂的制备流程图，其具体流程包括：

第一步：以铝带材3和钛带材4为原料，铝带材3轧制前的厚度为100μm，钛带材4轧制前的厚度为25μm。

第二步：将铝带材3和钛带材4加工成完全相同尺寸的尺寸，对材料表面进行除油、清除表面氧化物。

第三步：按照铝/钛/铝进行叠加，对轧件头部进行焊接。

第四步：将材料放入盛有液氮的深冷箱1中进行冷却，冷却过程的轧件2始终在深冷箱1中，保温时间10分钟，将轧件温度降低到-196℃。

第五步：将材料取出，利用轧机5，以压下率((H-h)/H)在25％进行深冷轧制，其中H为轧制前厚度，h为轧制后厚度。

第六步：将轧制后的带材，放入液氮深冷箱重新冷却，保温时间在5分钟，将轧件温度降低到-196℃。

第七步：将冷却的材料6利用轧机7，再进行深冷轧制，压下率维持在25％。

第八步：重复第六步和第七步5道次，成产出特定厚度的铝钛复合板材。

第九步：以深冷轧制的铝钛复合板为原料，进行1道次压下率40％的室温轧制，提高铝钛复合板材的结合质量。

深冷轧制制备的铝钛双金属带材与室温轧制的铝钛双金属带材边部质量比较如图2所示，可以看出采用室温轧制的复合带材边部存在较多裂纹，而采用深冷轧制制备的复合带材没有边部裂纹。

本发明中，铝带材3可以为纯铝或铝合金，可行的厚度范围为100-2000μm，钛带材4可以为纯钛或钛合金，可行的厚度范围为25-500μm，深冷的压下率可行范围为25-30％，室温轧制的压下率可行范围为40-50％，根据实际的厚度来调整。