[发明专利]一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品

说明书

本发明公开了一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品，涉及金属层状复合材料制备技术领域。轧制过程具体为：先将常温钢板与300～550℃的铝板进行一道次轧制，压下率10％～30％，得到钢/铝复合板；将得到的钢/铝复合板加热至400～550℃，然后将钢/铝复合板的铝侧与常温铝合金板接触，轧制，压下率20％～30％，即得钢/铝/铝合金复合板。本发明的双道次异温轧制可协调组元金属变形，在无防氧措施下制备出界面结合性能优异、弯曲性能良好的钢/铝/铝合金复合板，同时制备工艺简单，对设备要求低，可以实现大规模、连续化生产。

技术领域

本发明涉及金属层状复合材料制备技术领域，特别是涉及一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品。

背景技术

钢/铝复合板兼具了钢的高强度与铝的优异导电性、导热性、耐蚀性等优点，可用于连接钢结构和铝合金结构，广泛应用于船舶、水利水电、石油化工等领域。目前，钢/铝复合板的制备方式主要有爆炸复合、轧制复合、固-液铸轧复合等，产品的厚度规格也从几十微米到几十毫米不等。其中，爆炸复合法在制备厚度10mm以上的钢/铝复合板上具有巨大的优势，获得的板坯广泛应用于船舶用钢-铝过渡接头的制备，取得了良好的经济效益。固-液铸轧复合法是近些年兴起的一种新型复合方法，由于组元金属中有从液态直接成形且界面为固-液态，工艺流程短，更易实现冶金结合，在制备厚度较小的钢/铝复合板方面具有极大的优势。

相较于爆炸复合法和铸轧复合法，轧制复合法以尺寸精度高、复合后层厚比均匀、结合性能均匀且连续性好等优点，成为钢/铝复合板制备的主要趋势。根据轧制过程中组元金属温度的不同，轧制复合法可分为冷轧和热轧两种方式。冷轧主要用于制备厚度5mm以下的钢/铝复合板。热轧复合法从成形原理上不受厚度限制，且更易实现冶金结合。但是，当钢和铝的厚度差异较小，且厚度均超过5mm时，热轧过程中钢和铝升温引起变形抗力差异进一步增大，变形主要集中在铝层，极易出现变形不协调、界面结合强度不高等问题，导致厚规格钢/铝(或钢/铝/铝合金)复合板无法有效制备。为此，亟需开发新工艺，实现厚度10mm以上钢/铝/铝合金层状复合板连续轧制制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品，以解决上述现有技术存在的问题，从而解决厚度10mm以上的钢/铝/铝合金复合板在轧制过程中因组元金属变形不协调、界面氧化等原因引起的复合板结合强度低、无法连续生产等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法，包括以下步骤：

(1)一道次异温轧制：将常温钢板与300～550℃的铝板进行轧制，控制压下率10％～30％，得到钢/铝复合板；

(2)二道次异温轧制：将所述钢/铝复合板加热至400～550℃，然后将所述钢/铝复合板的铝侧与常温铝合金板接触，轧制，控制压下率20％～30％，得到钢/铝/铝合金复合板；

所述钢板厚度为8mm-40mm，所述铝板厚度为0.5-4mm；所述钢板与铝板厚度比大于等于5；

所述铝合金板与所述钢/铝复合板厚度比为1-1.5。

进一步地，所述钢板为普碳钢、不锈钢、船舶及海洋工程用B级钢中的任意一种。

进一步地，所述钢板为双平面钢板或具有单侧波纹面的钢板。

进一步地，所述波纹面的波纹幅值小于等于所述铝板厚度的一半。

进一步地，所述铝板为工业纯铝，牌号为1060、1050或1070。

进一步地，所述铝合金为牌号为3系、5系、6系等。

进一步地，所述钢板宽度与铝合金宽度相同，但小于等于铝板宽度。