[发明专利]一种双金属复合带材短流程生产工艺

说明书

本发明一种双金属复合带材短流程高效生产工艺，将采用连续铸造复合工艺制备出具有冶金结合界面的高质量双金属复合板坯，放在加热炉中进行加热；将加热后的板坯采用轧机，进行多道次轧制，第一道次的道次压下率控制在50%～70%，后续道次压下率控制在25%～45%，总轧制变形量控制在85%～95%；轧制过程无润滑，最终温轧成形；再进行酸洗处理后，在冷轧机上轧制成形，道次压下率控制在15%～30%，总轧制变形量控制在90%以下；轧制速度为1～25m/min；经过冷轧后的复合带材，进行快速感应加热连续热处理，即得到双金属复合带材。采用本发明的方法制备得到板材，工艺流程短，生产效率高，有利于实现大规模生产。

技术领域

本发明属于金属复合材料领域，具体涉及一种双金属复合带材短流程高效生产工艺。

背景技术

随着科学技术的发展，冶金、石油、化工、航空航天、交通运输、电子通讯、电力、建筑等各个领域对材料的使用要求越来越高，在许多情况下单一材料难以满足实际使用对性能的要求，将具有不同性能的材料复合在一起，以提高其综合使用性能的复合材料日益受到重视。

双金属复合带材是通过一定工艺将两种金属复合在一起、形成具有三明治结构的层状复合材料，其结合了两种金属的优点，具有广泛的用途。例如，钢铝复合带材钢层强度高、易焊接、价格较低，以及铝层导热性能优良、密度低、耐腐蚀、热导率高的特点，可用于航空航天、电站空冷、海洋工程、汽车零部件、热交换器等领域。铜铝复合带材兼具铜层导热快、耐腐蚀、导电性能好等优点，以及铝层热容大、密度低、价格较低的优点，可广泛应用于电力传输、电子封装、建筑装饰、交通运输等领域。

已经公开报道的双金属复合带材的制备方法主要有以下几种：

第一种方法是轧制复合法。轧制复合法又分为热轧复合法(hot roll bonding)和冷轧复合法(cold roll bonding)。热轧复合法[见：马志新，胡捷，李德富等. 层状金属复合板的研究和生产现状[J]. 稀有金属，2003，27(6)：799-802；王旭东，张迎晖，徐高磊. 轧制法制备金属层状复合材料的研究与应用[J]. 铝加工，2008，（3）：22-25]是将待复合的金属坯料加热到一定温度，对其施加大压下量轧制变形，在热和力的同时作用下使不同金属复合在一起的一种工艺方法。热轧的优点是轧制力要求较小，对轧机的要求不高，工艺简单，成本低，界面结合强度较高。缺点是当两种复合金属为易发生反应的金属时，加热时容易在界面形成脆性的金属间化合物；复合带材的厚度不易控制，生产一致性和稳定性差，多适合于生产厚的复合板材。冷轧复合法[见：张胜华，郭祖军. 铝/铜轧制复合板的界面结合机制[J]. 中南工业大学学报，1995，26(4)：509-513]是指在大压下率（通常在70%以上），冷轧重叠的二层或多层金属，使它们产生原子结合，并通过随后的扩散退火，使界面结合强度提高的一种工艺。对于较难复合的材料，可以采用轧制前进行适当加热（低温），轧后在线连续扩散热处理的手段，提高复合材料界面结合强度。冷轧复合的优点是可以避免在加热时所带来的界面氧化问题；不需要加热，节约能源；金属组合的自由度大，适应面广；并且冷轧容易实现大规模的工业化生产。但存在的问题是：由于是固-固复合，界面结合强度较低。