[发明专利]铝基复合板带的复合设备及复合方法

说明书

本发明涉及金属复合材料连铸技术领域，具体涉及一种铝基复合板带的复合设备及复合方法。该铝基复合板带的复合设备包括用于铸造芯材板带的芯材水平连铸装置、和用于在芯材板带上表面和/或下表面形成包覆材层的包覆材复合装置。本发明的铝基复合板带的复合设备及复合方法，将芯材铸轧的过程和包覆材复合的过程进行结合，形成连续生产，以简化流程、提高效率；本发明的复合设备能够适应多种产品，提高了设备利用率；本发明的复合方法首先在芯材板带上表面和/或下表面喷射包覆材金属液，以使包覆材层进行薄层凝固，再经过水冷结晶器使包覆材层完全凝固，最后经过轧辊进行轧制，提高了界面扩散层质量，易于控制包覆材层的厚度。

技术领域

本发明涉及金属复合材料连铸技术领域，具体涉及一种铝基复合板带的复合设备及复合方法。

背景技术

汽车轻型化已成为21世纪现代汽车的重要标志和发展趋势，受到了世界各国的普遍重视。汽车自重减轻10％，油耗可降低3～5％，废气排放量可同比例减少。提高汽车用材的铝化程度是实现汽车轻型化的主要途径之一。汽车散热器以复合铝箔代替铜箔，重量可减轻37～45％，两者的加工费用相当，发达国家汽车散热器、空冷器、冷凝器和蒸发器等热交换器零部件的铝化率已达到95％以上。世界汽车用三层复合铝箔年需求量达100万吨左右；同时，复合铝箔在航空航天、能源环保、石油化工、交通运输、电子信息、国防军工以及日常生活等领域用途广泛，是目前铝基复合材料的一个重点发展方向。因此，改进铝基复合材料的复合工艺有较大的市场前景及社会、经济效益。

铝基复合箔是由芯材Al-Mn-X合金和包覆材Al-Si-X合金复合而成，其结构如图1所示，由复合板带轧制而成。铝基复合板带材的复合方法主要有热轧复合、冷轧复合和反向凝固3种。

当前，国内生产多层铝基复合板带材最广泛采用的方法是热轧复合，如东北轻合金加工厂和格朗吉斯铝业(上海)有限公司等采用该方法生产汽车热交换器用铝合金复合钎焊带。其复合流程大致如图2，但该方法存在流程长、生产效率低、成材率低、能耗高、投资大等缺点。如专利CN102554585B所示，其复合板带的生产工序主要有：铸造铝合金铸锭、均匀化、铣面、焊合、加热、热轧、冷轧至一定厚度的冷轧料。

冷轧复合具有生产效率高、产品性能稳定等优点，适合于高精度多层金属复合轧制，从冷轧箔坯开始生产、成卷轧制能充分发挥轧机的效率，但设备要求高、投资大、流程长。如专利CN107377619A所示，基材、覆层进行表面处理，通过大轧制力、大压下率冷轧复合，对设备要求较高。

反向凝固法是把芯材(一般为金属带材)穿过包覆材金属熔体，包覆材金属熔体附在芯材表面凝固，二者在界面处形成冶金结合，并且随着芯材的不断移动，芯材表面凝固的包覆材金属厚度逐步增加，直至完全通过包覆材金属熔体，然后通过一对轧辊对所成形的包覆材料进行轧制，达到平整表面、控制包覆材料厚度的目的，最终获得所需包覆材料的一种工艺方法，主要用于包覆带材的连续成形，如专利CN1050157C。采用反向凝固法成形包覆材料时，存在着芯材长时间浸在包覆材金属熔体中，芯材容易被熔化过多或熔断的问题外，还存在着包覆材金属厚度难以稳定控制，制备工艺参数正确控制及合理匹配较困难，界面扩散层厚度及界面质量(如易生成金属间化合物等)难以控制，包覆材金属表面质量较差等问题，同时还需要单独制作芯材板带材，增加了设备投入。

因此，急需开发一种短流程、高效率、节能降耗、绿色环保、低成本连铸成形高质量包覆材料的新型设备与方法，特别要适用于大尺寸包覆。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种铝基复合板带的复合设备及复合方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种铝基复合板带的复合设备，包括用于铸造芯材板带的芯材水平连铸装置、和用于在芯材板带上表面和/或下表面形成包覆材层的包覆材复合装置；