[发明专利]一种改善复合板外层厚度分布的轧制方法

说明书

技术领域：

本发明属于金属塑性加工成型技术领域，具体涉及一种改善复合板内外层厚度分布的轧制方法。

背景技术：

复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的材料通过复合工艺组合而成的一种多相固体材料，其性能明显优于原材料。金属复合材料是由两种或两种以上金属经复合而形成的一种新型材料，由于其工艺的先进性和材料本身的技术特性，因而复合板材具有单种金属材料不可比拟的优点。

复合轧制是生产复合材料最为常用的方法之一，热轧复合铝板的生产是其典型的代表，主要用于空调散热片的原料。但轧制工艺会造成外层材料厚度分布不均，文献“铝合金热轧技术的发展(《轻合金加工技术》，2002年，4期)”中提到了包覆层的厚度沿板带宽度方向分布是不均匀的，但没有进行详细的论述，更没有提出具体的改善措施。

热轧复合铝板的表层包覆层厚度在宽度方向上分布不均，在表层包覆板中部较厚，边部较薄。这不仅影响了复合铝箔的钎焊性，还加大了板材的减边量，造成了材料的浪费。改善包覆板的厚度分布特征十分重要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种改善复合板内外层厚度分布的轧制方法。

本发明方法所依据的是轧制时金属变形理论：

1、薄件轧制时的金属变形与流动

当L/h＞2-3时，式中：L----轧件变形区长度，h----轧件变形区平均高度。金属的变形特点如下：

(1)轧件断面高度较小，变形容易深透。

(2)表层金属所受阻力比中部大，其延伸比中部小，变形呈单鼓形。

(3)纵向滑动远大于横向滑动，金属的变形绝大部分趋于延伸。

2、中等件轧制时的金属变形与流动

当2＜L/h＞1时，金属的变形特点：

由于L/h的减小，摩擦力对中部区域的影响减弱，应力-应变沿垂直横断面分布的不均匀性明显地增大。这时的不均匀变形状态与产生单鼓形的不均匀墩粗相当，压缩变形完全深入到轧件内部，遂有侧例表面转变为接触表面的现象存在。

3、厚件轧制时的金属变形与流动：

当L/h＜0.5-1.0时，金属的变形特点：

(1)高向压缩变形不能深入轧件内部。

(2)轧件中心层没有发生塑性变形或变形很小，只有表层发生变形，沿断面高向呈双鼓形。

(3)轧制过程受外端的影响突出。

要保证轧制后横截面各层厚度均匀，必须保证高向压缩变形能深入轧件内部内，外层金属均匀变形不形成双鼓。即保证变形深入到轧件内部，同时不形成严重的单鼓。

根据以上原理，对整个轧制规程进行排定，其核心内容是保证各道次压下量在30％以上，保证各层在横向变形量均匀。达到改善复合板内外层厚度均匀性的目的。

本发明所提供的一种改善复合板内外层厚度分布的轧制方法具体如下：

(1)首先根据轧机的轧辊尺寸确定坯料厚度：

根据以下公式确定板坯厚度：

H＝D*(1-cosα)/0.3

式中：

H--板坯厚度(mm)，

D--轧辊直径(mm)，

α---摩擦角，一般取10-20°。

(2)在保证每道次相对压下量不小于30％的前提下，进行轧制规程编制。

(3)最后按照确定的轧制规程进行轧制，轧制温度、轧制速度等参数和常规轧制方法相同。

通过上述轧制方法，可以保证变形能够完全透入内层金属，使得内外层金属变形均匀，保证轧制后的外层厚度均匀。

本发明所提供的方法对于复合板材料的轧制加工具有普遍性适应性，尤其适用于对称复合材料的加工。

具体实施方式：

实施例1：某厂三层复合铝板轧制工艺流程：主要为准备铸锭-焊接复合-加热-热轧-冷轧-精整-包装。

三层复合板热轧阶段热轧具体工艺，将清洗后的芯层和包覆层进行焊接复合，复合后的材料在加热炉加热后即可进行轧制。结合工厂实际生产状况，采用等速、同向、等径的二辊可逆轧机，往复轧制，工作辊径为500mm，轧制速度为1.5m/s，开轧和终轧温度分别是500℃、400℃。主要轧制道次的工艺参数见下表所示：

某厂原工艺参数

本发明方法所提供工艺参数

本发明方法和原工艺生产的热轧复合内外层厚度对比

从上表中看出，无论是边部薄边长度还是中心和边部的厚度差均有明显的改善。