[发明专利]一种TiMg层状复合材料及差温制备方法

说明书

本发明提供了一种TiMg层状复合材料及差温制备方法，步骤一：将钛板从室温加热至温度A，保温8min～10min；将镁合金板从室温加热至温度B，保温8min～10min；步骤二：以上下层钛板，中间层镁合金板的顺序叠放，将叠放好的钛镁复合板轧制复合，得到复合板；步骤三：将步骤二中得到的复合板沿轧制方向切取金相及拉伸试样，之后进行退火处理，得到TiMg层状复合材料。本发明采用差温轧制法制备TiMg层状复合材料，通过对上下表层金属钛加热到再结晶温度之上，而对中间层镁合金略微加热，实现二者之间温度差，降低金属钛的变形抗力，促使钛镁二元异种材料在后续的轧制变形中趋于协调变形，改善其在变形过程中的边裂现象和界面结合状态。

技术领域

本发明属于异种材料复合技术加工领域，具体涉及一种TiMg层状复合材料及差温制备方法。

背景技术

钛、镁两种金属及其合金是目前工程应用领域最为广泛的轻金属材料。钛具有密度小、比强度高、耐腐蚀性能优异以及良好的生物相容性等，被广泛应用于航空航天、化工及医学领域，但其应用受到高成本限制；镁合金是目前为止最轻的结构材料，具有良好的导热导电性、切削性能好，但耐腐蚀、塑性加工性能和成形性能差。

如何将二者的优点结合起来，制备一种钛镁层状复合材料，成为复合材料制备领域急需解决的问题。

目前，国内外制备金属层状复合材料的方法主要有爆炸复合法和轧制复合法。爆炸复合法表面质量差、生产安全性差；轧制复合法由于其生产周期短、成本低、生产工艺简单等优点得到广泛关注。但是现有的轧制复合技术生产的金属基层状复合板由于异种材料在同温轧制条件下易产生板材边裂现象及组元间变形协调性差等问题，导致复合板的综合力学性能降低。

发明内容

针对上述现有技术不足与缺陷，本发明的目的在于，提供一种TiMg层状复合材料及差温制备方法，解决现有技术制备的复合板材表面质量差及异种材料在变形过程中变形协调差、轧制边裂等技术问题。

为了达到上述目的，本申请采用如下技术方案予以实现：一种TiMg层状复合材料的差温制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将钛板从室温加热至温度A，保温8min～10min；将镁合金板从室温加热至温度B，保温8min～10min，温度A与温度B不同；

步骤二：以上下层钛板，中间层镁合金板的顺序叠放，将叠放好的钛镁复合板轧制复合，得到复合板；

步骤三：将步骤二中得到的复合板沿轧制方向切取金相及拉伸试样，之后进行退火处理，得到TiMg层状复合材料。

步骤一中的钛板和镁合金板加热前进行如下处理：

选用完全退火态的钛板和镁合金板，以上下层钛板，中间层镁合金板的顺序叠放，用线切割将待复合的钛板和镁合金板一侧加工成坡口形状，然后将钛板和镁合金板相互接触的表面采用机械抛光的方法打磨，之后放在盛有丙酮的超声波中清洗20min～30min去除金属油污，并用无水乙醇清洗表面并做烘干处理；

步骤一中的加热在真空或有保护气体的热处理炉中进行。

步骤一中的温度A为700℃～800℃，温度B为300℃～400℃。

步骤二中轧制过程为：以45％～60％的压下量进行单道次轧制复合。

步骤三中的退火工艺参数为：在真空或有保护气体的热处理炉中，在200℃～500℃保温0.5h～10h，采用空冷。

一种TiMg层状复合材料，所述的TiMg层状复合材料采用上述的制备方法制备。

所述的TiMg层状复合材料按照上下层钛板，中间层镁合金板的顺序叠放，TiMg层状复合材料的初始厚度为4mm～10mm。

所述的镁合金板，厚度2mm～4mm；所述的钛板，厚度1mm～3mm。