[发明专利]一种层状钛铝复合板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种层状钛铝复合板及其制备方法，特别涉及一种厚度为 1.5mm的层状钛铝复合板薄板，以及通过爆炸焊接与轧制工艺的联合应用 制备1.5mm厚度层状钛铝复合板及其制备方法。

背景技术

钛作为结构材料具有许多优异的性能，如密度小、比强度高、耐腐蚀、 耐高温冲击等，但钛材的价格较高；铝虽然价格低、密度小、导热性能好， 但耐腐蚀和耐高温冲击性能较差。层状钛铝复合板不仅具有比钛更低的密 度，而且还兼有铝的优良的热传导性能和钛的耐腐蚀、耐高温等优点。因 此，层状钛铝复合板有望在航空航天、石油化工、轮船制造以及电力电子 等领域得到推广和应用。

爆炸焊接是一种制造异种金属层状复合板的工艺技术，已经被广泛应 用于钛/钢、炭钢/不锈钢、钛/钢/不锈钢、铜/铝、铜/钢等双层或多层复合 板材料的生产中。但是，由于自身工艺的局限性，爆炸焊接目前主要用于 制备覆层厚度≥2mm、总厚度≥6mm的层状复合板。为了获得最终厚度为 1.5mm的层状复合板，必须进一步对爆炸复合板进行轧制减薄。

因此，提供一种层状钛铝复合板及其制备方法就成为该技术领域急需 要解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种层状钛铝复合板。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种层状钛铝复合板，其特征在于：钛铝复合板由铝合金基层和钛覆 层构成。

一种优选技术方案，其特征在于：所述层状钛铝复合板的总厚度为 1.5mm。

一种优选技术方案，其特征在于：所述钛覆层为纯钛TA1，厚度为 0.2mm～0.4mm；所述铝合金基层为铝合金2024，厚度为1.1mm～1.3mm。

一种优选技术方案，其特征在于：所述钛覆层和所述铝合金基层的厚 度比例为1∶4。

本发明的另一个目的是提供上述层状钛铝复合板的制备方法。

一种层状钛铝复合板的制备方法，包括下述步骤：

(1)选择经过退火的TA1和2024板材作为爆炸焊接初始坯料；

(2)采用机械打磨的方法将TA1和2024板材待复合的表面进行打磨 处理，并清理干净；

(3)将处理好的TA1和2024板材进行爆炸焊接；

(4)将爆炸焊接好的钛铝复合板进行退火；

(5)将退火之后的爆炸焊接钛铝复合板进行校平处理，并裁去复合板 四个边上未复合或开裂的部分；

(6)将两张校平之后的爆炸焊接钛铝复合板进行四边铆接组坯；

(7)将组好坯的一对爆炸焊接钛铝复合板置于炉中加热到200～500℃ 并保持0.5～5h，开始进行温轧；

(8)拆开经过温轧的钛铝复合板板坯，然后对单张1.75～2.0mm厚度 的钛铝复合板进行冷轧加工；

(9)将冷轧之后的钛铝复合板进行裁边、精整和校平，得层状钛铝复 合板。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(1)中制备钛铝复合板的 初始钛板和铝板的尺寸规格为：TA1板850mm长×850mm宽×1mm厚， 2024板800mm长×800mm宽×4mm厚。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(3)中钛铝复合板的主要 爆炸焊接工艺参数为：采用铵油混合炸药，其组成(重量比)：NH₄NO₃含 量50～90％，柴油含量1～15％，锯末含量1～15％；炸药的爆速为1000～ 4000m/s；药密度为400～1100Kg/m³；药高度为15～40mm；安装间隙为 1～5mm；间隙支撑物采用纯铝薄片制作；采用5^#电雷管边部起爆；TA1 为覆板在上，2024为基板在下；在15mm厚的钢板上铺设5mm厚的低密 度木工板作为地基；在TA1上表面涂抹1～2mm厚的黄油作为保护层。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(4)中的退火工艺参数为： 加热温度300～450℃，保温5～15h，随炉冷却。

一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(6)的坯料组合方式为： 2024-TA1+TA1-2024，即TA1层在内，2024层在外；经过组坯之后，复 合板的总厚度为10mm。