[发明专利]一种基于纳米润滑的层状金属复合薄带的微柔性轧制方法

说明书

本发明提供了一种基于纳米润滑的层状金属复合薄带的微柔性轧制方法，包括以下步骤：准备一定厚度和宽度的层状金属复合薄带；将层状金属复合薄带的上下表面清洗干净备用；将水、轧制油和TiO₂纳米粒子按照比例混合配置好纳米润滑剂；将配置好的纳米润滑剂喷涂在层状金属复合薄带的表面；将喷涂纳米润滑剂的复合薄带在常温下进行微柔性轧制，得到连续变厚度复合材料微型件。纳米润滑剂以其良好的吸附成膜性、表面自修复功能、热传输特性等其他材料难以替代的优异性能，起到减小摩擦系数、改善变形均匀性、提高产品表面质量的作用。与传统的变厚度轧制工艺相比较，本发明可适应产品小型化和微型化的研究趋势，满足微型化工业生产应用需求。

技术领域

本发明属于轧制技术领域，具体涉及一种基于纳米润滑的层状金属复合薄带的微柔性轧制方法。

背景技术

微柔性轧制技术采用塑性变形方法对金属薄带在微尺度下进行纵向变厚度轧制，从而获得连续变厚度金属微型件，兼具成形效率高、成本低、工艺简单、成形零件性能优异及精度高等特点。微柔性轧制成品件有厚度保持不变的等厚度区和厚度连续变化的变厚度区组成，在航空航天、生物医学、电子通讯等多个领域有着非常广泛的应用。层状金属复合薄带根据材料的组合方式不同，可表现出比单一金属更加优越的综合性能，由其制备的微柔性轧制成品件的应用范围也更加广泛。

层状金属复合薄带一般由双层或多层异种金属复合而成，由于力学性能的差异，组元材料在轧制变形过程中相互制约，致使轧件产生不均匀变形，影响轧制成品件质量。有鉴于此，本发明提出一种基于纳米润滑的层状金属复合薄带的微柔性轧制方法，通过在微柔性轧制过程中施加纳米润滑剂，充分利用纳米粒子所起到的滚珠、抛光、填充修复和形成保护膜等作用机制，达到减小摩擦系数、改善轧件变形均匀性、提高轧件表面光洁度的目的。另外，在微柔性轧制过程中使用纳米润滑剂可以起到冷却轧辊表面温度的作用，并能降低轧辊磨损，延长轧辊寿命

发明内容

本发明针对层状金属复合薄带微柔性轧制过程中的变形不均匀、表面质量低等问题，提供一种基于纳米润滑的层状金属复合薄带的微柔性轧制方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于纳米润滑的层状金属复合薄带的微柔性轧制方法，包括以下步骤：

步骤1：准备层状金属复合薄带；

步骤2：将步骤1中准备好的层状金属复合薄带的上下表面清洗干净备用；

步骤3：将水、油和纳米粒子按比例混合配置好纳米润滑剂；

步骤4：将步骤3中配置的纳米润滑剂喷涂在步骤2中的层状金属复合薄带的表面；

步骤5：将步骤4中喷涂纳米润滑剂的层状金属复合薄带在常温下进行微柔性轧制，得到连续变厚度复合材料微型件。

进一步，所述步骤1中层状金属复合薄带的厚度为0.02～1mm。

进一步，所述步骤1中层状金属复合薄带由两种或两种以上的金属复合而成，所述金属为铜、铝、镁、钢、钛的纯金属或合金。

进一步，所述步骤1中层状金属复合薄带的宽度小于40mm。

进一步，所述步骤2中的清洗具体是使用无水乙醇进行清洗。

进一步，所述步骤3中配置的纳米润滑剂中，油的质量分数为1％-4％，纳米粒子的质量分数不大于4％，其余为水。

进一步，所述步骤3中的纳米粒子为金属氧化物TiO₂、纳米粒子尺寸粒径不大于60nm；油为轧制润滑油。

进一步，所述步骤5中微柔性轧制过程中，下工作辊位置固定，通过计算机控制上工作辊上、下移动幅度及频率，实时动态调整轧辊辊缝，轧辊辊缝为0～2mm。