[发明专利]一种铝锡合金-钢复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝锡合金‑钢复合材料及其制备方法，包括钢板层和铝锡合金层；铝锡合金‑钢复合材料的制备方法，由钢板为基板、前端先由铸轧工艺得到一定比例成分的铝锡合金板，再把两种板材经过清洗打磨后经过冷轧轧制、热处理等工序，制成铝锡合金‑钢复合板材；产品可在火箭、飞机、汽车、船舶、石油等制造业领域得到广泛应用。本发明采用铝锡合金作为减摩层，钢板作为基体支撑层，与传统的纯铝层相比，铝锡合金层可以起到更好的减摩作用，同时前端的铝锡合金板铸轧工艺可以自行调节合金板的成分比例。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体是一种铝锡合金-钢复合材料及其制备方法。

背景技术

钢铝双层复合材料兼备了钢,铝材料的优点,而摒弃了它们的不足,是一种具有广阔应用范围和巨大发展潜力的复合材料；现有的钢铝双层复合材料，包括以爆炸焊接法、摩擦焊接法、复合铸锭热轧法等方法制备的材料，存在操作复杂，设备要求高等工艺上的缺点，对复合过程中的参数控制要求高，设备的维护和保养也较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝锡合金-钢复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝锡合金-钢复合材料，包括钢板层和铝锡合金层，所述钢板层的厚度为1-5mm，铝锡合金层的厚度为0.3-1mm；所述钢板层为含碳量在0.02-2.11％之间的铁碳合金，铝锡合金层为铝锡合金经过铸轧而成，铸轧壁厚为5-10mm。

进一步的，所述铝锡合金的主要成分为铝78-94％；锡3-20％；Ni0.1-5％；铜0.1-5％；硅0.1-5％；锰0.1-5％；铅0.1-5％。

一种铝锡合金-钢复合材料的制备方法，由钢板为基板、前端先由铸轧工艺得到一定比例成分的铝锡合金板，再把两种板材经过清洗打磨后经过冷轧轧制成铝锡合金-钢复合板材；具体的，包括以下步骤：

S1、在熔炼炉中加入一定比例成分的铝锭、锡锭以及其他金属成分，加热至700-900℃，使其成为液态的铝锡合金液；

S2、随后将铝液进行倾倒，使其经过铸轧工艺，得到相应壁厚的板材，之后将铝锡合金板进行改轧后退火，在保洁状态下备用；

具体的，铸轧工艺参数：铸轧采用双辊倾斜式铸轧机φ500*600mm，其中前箱内熔体温度为690-705℃，辊缝为6.0-6.3mm，铸轧区长度为40-45mm，冷却水水压为0.5MPa、水温低于25℃，铸轧速度为0.8-0.90m/min。

S3、在保洁状态与环境下，开卷、校平、通过砂带磨削工艺修磨钢带表面，消除卷钢带表面的轧制缺陷，使卷钢带的表面外露全新金属本质、洁净无污，钢带的复合表面粗糙度Ra1.6～12.5μm；钢带的非复合表面粗糙度Ra≤0.63μm；

S4、再将铝锡合金板进行清洗去杂去油，通过钢丝刷轮抛磨工艺，对铝锡合金板的表面层进行刷光处理，获取合金带表面刷新、洁净无污的处理效果，调整轧下量为40-80％，轧制力为300-900t，得到轧制后的铝锡合金-钢复合板材，并在复合时喷洒油基热轧油；

S5、再将板材在真空气氛下进行扩散退火，退火温度为200-600℃，增加铝锡合金与钢板之间的结合力；

具体的，铝锡合金和钢的复合过程是由铝锡合金层和钢板层表面硬化层破裂，新鲜的金属接触、相互咬合，实现机械结合的过程，退火处理不仅可以实现铝锡合金层和钢板层的再结晶回复，同时还可以发生铝-钢复合板界面间的相互扩散，使得铝钢复合板由冷轧条件下的机械咬合转变为冶金结合，提高铝-钢界面的结合的强度；

S6、最后进行精轧，将板材轧至所需壁厚，冷却铝锡合金-钢复合材料通过开卷、检验、对不合格部位标记及祛除卷带料头、料边、料尾等，完成规格化后上油卷取成卷。