[发明专利]铝合金与镁合金叠层板复合制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金与镁合金板材复合方法，属于金属复合材料技术领域。

背景技术

镁合金具有密度低，比强度、比刚度高，电磁屏蔽和阻尼特性优越，铸造和切削加工性能好等特点，是极具发展潜力的结构材料。但由于镁的标准电极电位低，耐腐蚀性能差，极大地限制了镁合金在工程领域的应用。铝合金在自然状态下具有较强的耐腐蚀性能，如果将镁合金板包覆于铝合金板之间，避免镁合金与环境的直接接触，可以有效地解决镁合金腐蚀防护性能差的问题；同时由于金属镁为密排六方结构，塑性变形能力差。镁合金表面复合变形性能较好的铝合金板材可以提高镁合金的变形能力，大幅提高镁合金板材的形变加工性能，抑制镁合金板材在变形中的表面开裂，使镁合金材料在交通运输车辆、电器通讯设备、电子产品等民用产品和航空航天、武器装备等军用领域得到广泛的应用。

现有技术中也公开了镁铝合金的复合方法，见申请号为200610012409.0的中国发明专利申请公开《一种镁铝复合材料及其制备方法》(公开号：CN1821435A)；又可参考专利号为ZL200510012634.X的中国发明专利《耐腐蚀镁铝复合材料及其制备方法》(授权公告号：CN100415504C)。

目前，爆炸复合技术是越来越多地被应用与制备叠层材料。该技术是以炸药为能源，在炸药爆炸载荷作用下复板金属高速斜碰撞基板金属，使复板金属和基板金属牢固地连接在一起。目前采用爆炸复合工艺已制备了多种金属材料叠层板，如铝-钢、铝-钛、铝-铜等，但尚未有镁合金与铝合金爆炸复合材料的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种铝合金与镁合金叠层板爆炸复合制备方法。

本发明所要解决的技术问题是提供一种复板与基板连接牢固的铝合金与镁合金叠层板复合制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：铝合金与镁合金叠层板复合制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①基板、复板准备：复板尺寸要大于基板，根据复板的整体尺寸，在复板周边留出20mm～100mm的间距，在复板上位于基板边缘对应部位，根据复板厚度加工1mm～5mm的沟槽，并对基板、复板进行校平处理和表面打磨清理；前述的基板和复板分别为铝合金和镁合金，或镁合金和铝合金；

②基板、复板预热处理：在爆炸复合前将基板和复板加热到120℃～200℃，进行保温处理，保温时间为0.5h～2h；保温时间可根据板材的厚度设定，厚度小保温时间短，厚度大保温时间长。

③爆炸复合基础：采用粘土或细砂压实，表面铺设3mm ～8mm纤维合成板做为爆炸复合基座；

④炸药准备：采用为硝铵炸药，单位面积的装药量可由下式确定：

C＝k·(δ₁·ρ₁)^1/2

式中C为装药量，单位为g，δ₁为复板厚度，单位：cm；ρ₁为复板密度，单位：g/cm³；k为系数，k值取0.95～1.05，最佳为1.0；

其中，基板、复板之间的间距s，s＝0.2(δ₁+H)；

其中：δ₁为复板厚度，单位：cm；H为炸药装药厚度，单位：cm；

爆炸时，基板和复板平行放置。

步骤①中，复板在起爆端20mm～100mm不开槽。可以减少爆炸复合的边界效应影响区，防止复合板周边爆炸撕裂。

作为优选，步骤①中的沟槽截面为半圆形。

作为优选，步骤①中所述的镁合金为镁铝系变形镁合金、镁锆系变形镁合金、镁锰系变形镁合金及镁稀土系变形镁合金中的至少一种。

作为优选，步骤①中所述的铝合金为1000系变形铝合金、2000系变形铝合金、3000系变形铝合金、4000系变形铝合金、5000系变形铝合金、6000系变形铝合金及7000系变形铝合金中的至少一种。

步骤①中所述的复板为硬铝铝合金或超硬铝铝合金，预热处理前进行固溶处理，爆炸后紧系时效强化处理。固溶处理目的是为了降低板材的强度和硬度，提高板材塑性，时效强化处理可以确保复合板中铝合金的强韧性。

固溶处理可根据铝合金材料本身的固溶处理工艺调整，具体处理工艺可按照相关的热处理手册实施。备注：本权利要求的特征主要在于复合前采用固溶处理复合后时效处理，既实现了高强韧铝合金的良好复合，又保证了铝合金复合的强韧性能。