[发明专利]一种提高铝-镁复合板界面结合强度的方法

说明书

本发明公开了一种提高铝‑镁复合板界面结合强度的方法，其包括如下步骤：S1，对铝合金板和镁合金板进行表面处理，去除表面氧化物，经表面处理的铝合金板和镁合金板的表面粗糙度为10~30μm；S2，将金属粉末均匀喷洒在铝合金板或镁合金板表面；S3，将铝合金板或镁合金板经过表面处理的表面与铝合金板或镁合金板喷洒有金属粉末的表面进行堆叠，然后进行边部焊接；S4，轧制复合，得到铝‑镁复合板。通过在铝‑镁复合板界面喷洒金属粉末，有效防止了金属间化合物的生长，提高了铝合金板和镁合金板的结合强度。

技术领域

本发明涉及有色金属复合材料轧制技术领域，具体涉及到一种提高铝-镁复合板界面结合强度的方法。

背景技术

根据国内矿产资源的调查报告，铁、铝、铜等主要的大众矿产如不依赖进口，最多只能维持开采10年，面临较为严峻的矿产资源紧缺危机。虽然我国镁矿藏资源十分丰富，可以通过研发镁及其合金的变形材来替代传统金属结构材料，但室温塑性差和不耐腐蚀等先天因素制约了镁的扩大应用。在此前提下，发展异种金属复合板材，具有十分重大的战略意义和工程价值。

目前，限制异种金属复合板材推广应用的关键环节是异种金属的复合与变形，而决定金属变形能力的主要因素之一是晶体结构。在诸多实用的异种金属材料中，铝、镁的晶体结构差异较大。因此，率先解决铝镁异种金属复合与变形问题，对下一步研究其他异种金属的复合与变形具有事半功倍的效果。铝、镁具有低密度、高比强度等共性，铝耐腐蚀而镁容易腐蚀，选择铝、镁进行复合轧制研究，不仅能够减小异种金属之间的性能差异，实现扬长避短，还能满足节能环保对产品轻量化的时代要求。

铝镁复合存在一个不可避免的现象，即界面会生成硬脆的金属间化合物Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Al₃。已知，当这种金属间化合物呈弥散分布时能够有效地钉扎界面，一旦转变为连续分布就会严重影响界面结合。为了提高铝镁复合板界面结合强度，当前主要采用优化轧制与热处理工艺和在铝板镁板连接面添加金属箔材两种方法，但仍然存在铝镁复合板界面金属间化合物生长控制困难的问题。

CN108296288A公开了一种采用纳米金属粉末提高层状铝钛复合材料界面结合强度的轧制制备方法，主要原理为在钛/铝复合材料中间增加一层纳米颗粒，在对钛/纳米颗粒/铝复合材料施加脉冲电流过程中，纳米颗粒发生放电，实现材料界面局部区域材料界面的金属熔化，在随后的轧制过程中，熔化的金属在轧制压力的作用下，实现材料界面冶金结合。其对粉末的粒度要求较高，必须达到纳米级，增加了复合材料的制备成本，同时需要结合脉冲电流使用，增加了生产制造工序。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种通过在铝-镁复合板界面喷洒金属粉末来提高板材界面结合强度的方法。

本发明所述的提高铝-镁复合板界面结合强度的方法，其包括如下步骤：

S1，对铝合金板和镁合金板进行表面处理，去除表面氧化物，经表面处理的铝合金板和镁合金板的表面粗糙度为10~30μm；

S2，将金属粉末均匀喷洒在铝合金板或镁合金板表面；

S3，将铝合金板或镁合金板经过表面处理的表面与铝合金板或镁合金板喷洒有金属粉末的表面进行堆叠，然后进行边部焊接；

S4，轧制复合，得到铝-镁复合板。

进一步，所述金属粉末为铜粉、铒粉和镱粉中的一种，粒度为25~65μm，喷洒密度为50~300g/m²。

进一步，所述金属粉末粒度与铝合金板和镁合金板的表面粗糙度的关系为：粉末粒度2表面粗糙度≤5。

进一步，所述S2中采用气流喷雾的方式将金属粉末均匀喷洒在铝合金板或镁合金板表面，气流喷雾的流量为100~500mg/s。