[发明专利]一种镁/钢层状复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种镁/钢层状复合材料，其特征在于，由镁材和钢材通过界面冶金结合形成，所述镁材和所述钢材之间没有中间层，密度小于4.0g/cm³，室温屈服强度大于100MPa，抗拉强度大于200MPa，延伸率大于10％，以品质因数倒数表征的阻尼值大于0.01，可在工作温度200～600℃条件下长期服役且所述镁材和所述钢材的界面不会生成固溶体或金属间化合物，界面结合强度在所述工作温度范围内稳定，甚至因缺陷-原子扩散界面结合机制的作用而逐渐增加；所述镁材是纯镁或镁合金，所述镁合金包括ZK61、Mg-0.6Zr、Mg-1.5Cu、Mg-1Cu-0.04Be、Mg-2.8Cu-0.5Si、Mg-0.4Ni-0.6Nb、Mg-0.5Si、Mg-0.5Ti和Mg-0.2Fe-0.6(Zr-Hf)中的至少一种。

2.如权利要求1所述的一种镁/钢层状复合材料，其特征在于，所述钢材包括碳钢、不锈钢、耐热钢和合金钢中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种镁/钢层状复合材料，其特征在于，所述镁/钢层状复合材料是所述镁材和所述钢材交替层叠的金属层状复合材料，层数为2～15层，各层所述镁材和所述钢材的材质或厚度相同或不同，所述钢材的层厚比为1％～99％。

4.一种如权利要求1所述的镁/钢层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：采用机械打磨方法对所述镁材和所述钢材的待复合表面进行处理，去除所述待复合表面的污染层，使新鲜金属露出，同时获得凹凸不平的表面结构以及垂直于所述镁材和所述钢材的长度方向的打磨条纹，获得待复合镁材和待复合钢材；

第二步：将所述待复合镁材和所述待复合钢材按照镁/钢的顺序交替层叠组合，构成复合坯料，并采用金属套包裹所述复合坯料后抽真空并封套口，获得镁/钢层状复合坯料；

第三步：将所述镁/钢层状复合坯料置于加热炉中进行加热，加热温度为200～500℃、保温时间为5～600min；

第四步：将加热后的所述镁/钢层状复合坯料进行热轧，获得镁/钢层状复合材料，热轧压下量为10％～70％；

第五步：将所述镁/钢层状复合材料从所述金属套中取出后置于热处理炉中进行扩散热处理，促进缺陷-原子扩散，实现所述镁材和所述钢材的界面冶金结合，扩散热处理温度为250～630℃、保温时间为0.5～600h。

5.如权利要求4所述的一种镁/钢层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述机械打磨包括砂带打磨、砂轮打磨、钢丝刷打磨、砂纸打磨或激光打磨中的至少一种。

6.如权利要求4所述的一种镁/钢层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属套由厚度为0.01～0.2mm的铝箔或铜箔制成。