[发明专利]多工艺合金包覆

说明书

提供了一种产生包覆金属部件的方法。该方法包括爆炸接合包含基础层和中间层的板材。然后将爆炸接合的板材切割成棒条，用包覆层将其辊压接合。最终从辊压接合棒条制造部件。该解决方案使部件能够具有材料组合，和对于多于单一接合工艺的用途更优化的所得物理性能。

优先权

本发明要求在2019年2月27日之前提交的题为“Multi-Process Alloy Clad”的美国临时申请序列号62/811,512的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

材料的创新继续使工程解决方案更轻便、更强大、更便宜、更耐用。其中，可以优化单一材料以具有理想地适合于给定应用的一些性质，在材料性能之间通常存在折衷。不是尝试优化单一材料并忍受折衷，而是金属的冶金接合提供了产生由多种金属制成的单一材料和组合有利材料性能的优点。

冶金接合是两种金属之间的原子接合。实现接合的方法从表面制备开始，其中除去金属上的氧化物。然后可以通过热量、压力和动量产生接合。有几种产生冶金接合的方法，每种都具有自己的优点和劣势。

爆炸接合可以通过在两个或更多个分离的冷金属板材上的爆炸材料的爆轰来产生冶金接合。板材的动量和所致碰撞具有连接材料的足够能量。在单一的爆轰中可以快速连接大量材料，其缺点是缺乏对爆炸方法的精确控制。结果是，大量材料可以廉价地连接，但需要精确度的材料组合也许是不可能的。爆炸接合对于连接硬质材料如钢到不锈钢表现良好，但在连接合金铝和薄或软材料时可变得困难。

扩散接合是使用仅热量和压力产生冶金接合的方法。两种或更多种金属被去除其氧化物，并置于真空外壳内接触以阻止新氧化物形成。热量和压力缓慢地允许发生扩散，从而产生冶金接合。虽然扩散接合在连接变量和几何形状上提供精确的控制，但它是缓慢，昂贵的并且具有尺寸的实际限制。

辊压接合是产生冶金接合的另一方法。两种或更多种金属被机械地去除其氧化物，然后它们在两个辊之间被厚度压下。该压下导致氧化物层破裂，原始材料接触，以及形成的冶金接合。根据材料和材料组合，可以辊压热、温或冷的各材料。辊压接合在过程控制、过程灵活性和成本之间提供了良好的平衡。

本发明是一种双金属包覆过渡体及其制造方法。本发明利用辊压和爆炸接合的益处。更详细地作为示例性应用，本发明可以优化地用于产生高温耐受性和强大的包覆焊接过渡体，用于铝熔炼厂工业。

附图说明

下面将参考以下附图描述本发明的优选实施方案：

图1是根据本发明的焊接阳极组件的前透视图。

图2是根据本发明的包覆过渡体的前透视图，其在图1的焊接阳极组件中以用态示出。

图3是用于产生图2中所示的包覆过渡体的爆炸接合板材的前透视图。

图4是由图3的板材制成的爆炸接合棒条的前透视图。

图5是图4的爆炸接合棒条的横截面视图。

图6是向图5的爆炸接合棒条添加包覆层的辊压接合工艺的侧视图。

图7是示出用于产生图2的包覆过渡体的工艺和方法的流程图。

具体实施方式

在本发明使用的许多组件和方法是在本发明的领域中广泛已知且使用的，并且它们的确切性质或类型对于本领域技术人员理解本发明是不必要的；因此，将不会详细论述它们。例如，传统的焊接在金属制造和铝熔炼的领域中是公知的，并且对于在无过度实验的情况下理解和实践本发明而言不需要详细解释。