[发明专利]镁铝金属复合结构的制造方法

说明书

本发明涉及一种镁铝金属复合结构的制造方法，包括：S1、提供镁合金板材；S2、在所述镁合金板材的上、下两表面分别超声固结铝箔，得到镁铝金属复合板，在垂直载荷和超声振动的共同作用下，铝箔和镁合金板材通过短程扩散和机械咬合复合在一起；S3、将所述镁铝金属复合板进行超塑气胀成形，得到所述镁铝金属复合结构，铝箔和镁合金板材之间形成了界面反应层，实现了冶金结合。由于铝箔具有良好的耐腐蚀性，因此，制得的镁铝金属复合结构也具有较好耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及金属板材制造领域，特别是涉及一种镁铝金属复合结构的制造方法。

背景技术

镁及其合金具有轻质、高的比强度、比刚度、良好的阻尼性能以及电磁屏蔽性能，在航空、航天以及兵器等领域获得了广泛应用，尤其在对于轻量化要求比较高的领域，镁合金材料更受青睐。但镁合金耐腐蚀性能差、室温塑性成形能力不足限制了其进一步的应用推广。

目前，镁铝金属复合板结构主要以平板结构为主，制备方法包括：轧制复合法、扩散焊接法以及爆炸焊接法等。轧制复合法是将两种表面洁净的金属板通过轧机的轧制力使金属复合的方法。金属板在受到轧机施加于其上强大的压力作用下，在两层或多层金属待复合表面发生塑性变形，使表面金属硬化层破裂，内部洁净金属分别从界面两侧各自裂口中挤出并相互接触，形成牢固的结合点，在后续热处理过程中结合面将继续扩大，形成稳固结合。扩散焊接法是指在高温和压力的共同作用下，金属之间的接触面发生局部范围内的塑性变形，原子发生相互扩散，从而实现多层金属复合的方法。爆炸焊接法是以烈性炸药作为动力源，在短时间内聚集大量能量，瞬时作用在金属板上，使待焊金属发生高速碰撞，在界面上产生局部剧烈的塑性变形而实现复合。其中，轧制复合法应用最广泛，但在轧制复合过程中首道次的压下量较大，对设备要求较高；在相同温度条件下铝层和镁层变形不协调，复合板内残余应力较大，翘曲、开裂现象严重；轧制或后续的热处理过程中铝镁界面易产生脆性的镁铝金属间化合物层，降低了界面结合性能，特别是在成形过程中界面处的镁铝金属间化合物易破碎，无法进行二次成形实现复杂结构的制造。

因此，本发明提出了一种镁铝金属复合结构的制造方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种镁铝金属复合结构的制造方法，解决镁合金耐腐蚀性能差、室温塑性成形能力不足的技术问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提出了一种镁铝金属复合结构的制造方法，包括：

提供镁合金板材；

在所述镁合金板材的上、下两表面分别超声固结铝箔，得到镁铝金属复合板，在垂直载荷和超声振动的共同作用下，所述铝箔和所述镁合金板材通过短程扩散和机械咬合复合在一起；

将所述镁铝金属复合板进行超塑气胀成形，得到所述镁铝金属复合结构。

可选地，所述提供镁合金板材，包括：

通过大塑性变形法加工得到所述镁合金板材。

可选地，所述镁合金板材的晶粒尺寸≤10μm，厚度1～4mm。

可选地，所述镁合金板材的晶粒尺寸为10μm，厚度为4mm。

可选地，所述在所述镁合金板材的两表面分别超声固结铝箔，得到镁铝金属复合板，超声固结铝箔的速度为10～80mm/s，压力500kgf～1500kgf，振幅10～40μm。

可选地，所述铝箔的厚度为100～300μm。

可选地，所述将所述镁铝金属复合板进行超塑气胀成形，得到所述镁铝金属复合结构，包括：

将成形模具放入超塑成形机中，所述成形模具在超塑成形机中升温至350～450℃，升温速率1℃/min；