[发明专利]一种激光加热异种金属复合材料的超塑性轧制方法

说明书

本发明揭示了一种基于高强激光扫描异种金属复合材料的超塑性轧制方法由以下步骤完成：S1)将熔点不同的异种金属材料呈横向的V型放在一起；S2)对金属材料进行表面处理，其中打磨处理后用有机溶剂进行表面处理；S3)传感器的信号接收，激光装置准备对呈横向V型的异种金属材料表面加热，使内表面先熔化；S4)激光加热；S5)用轧辊进行轧制，两种异种金属材料在传送带的作用下到达轧辊的前方，两种异种金属材料在上下轧辊的轧制下复合在一起，并且整体复合金属处于高温超塑性状态。本发明的主要有益效果是异种金属材料内部激光快速扫描加热外部轧制，使异种金属材料分层现象减小并且整体达到超塑性状态，形成具有超塑性状态的复合材料。

技术领域：

本发明涉及异种金属复合材料超塑性轧制的技术领域。更具体地说，涉及一种激光加热异种金属复合材料的超塑性轧制方法。

背景技术：

异种金属复合材料超塑性是一种大延伸率、小应力易成形的性质，它广泛应用于航天、汽车、车厢制造等方面。超塑性是指材料在一定的内部和外部条件下呈现出金属材料很高的延伸率的性质，本发明中，内部条件是激光加热过程，激光加热使异种金属的结合更加紧密，减小了异种金属之间界面的阻碍。外部条件是轧制机的轧制力，在较大轧制力的作用下原子间的距离减小，使得异种金属接触的更加紧密，并且轧制过程中轧辊与金属的接触面会因为摩擦力而产生高温。通过内外因素的结合，使异种金属复合材料实现了组织及相变的改变，开发材料塑性的潜力。

基于激光及轧制技术的成熟，与传统的激光和轧制技术相比，本发明使得轧制结果更加的多元化，因为以前的轧制技术是面向于一种板材的成形，而本发明是基于激光作用下的两种板材的轧制，并且通过激光的加热过程使异种金属减少界面的阻力，使其紧密的结合。可以应用于许多昂贵的金属材料与廉价异种金属的结合，大大减少成本，获得质量优异的复合超塑性材料。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：要解决现有轧制异种金属结合困难、复合材料性能差的问题，而提供一种基于高强激光快速扫描异种金属复合材料超塑性轧制方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是一种基于高强激光扫描异种金属复合材料的超塑性轧制方法，由以下步骤完成：

S1)将两块尺寸相同的异种金属材料呈横向的V型放在一起，其中，熔点低的金属材料放在熔点高的金属材料的上面；

S2)对金属材料进行表面处理，其中打磨处理后用有机溶剂进行表面处理；

S3)两块金属材料在传送带传动下，沿着传送带的传送方向前进，当感应到传感器的到位信号时，激光装置准备对呈横向V型的异种金属材料叠加的内表面加热；

S4)在能量集中的激光高温辐射加热作用下，两种异种金属材料表面的温度达到再结晶温度T再＝(0.3-0.4)Tm，使两种异种金属材料在轧制前达到高温超塑性状态，金属材料熔化而不会滴落，激光的功率为3KW，扫描速率为1mm/s，光斑直径4mm；

其中，Tm指的是熔点低的金属材料的熔点；S5)激光加热以后用轧辊进行轧制，两种异种金属材料在传送带的作用下到达轧辊的前方，两种异种金属材料在上下两个轧辊的轧制下复合在一起，并且整体复合金属处于高温超塑性状态，且温度大约为熔点低的金属材料的熔点的一半。

在一个实施例中，所述传感器为光敏传感器。

在一个实施例中，S2步骤中所述的表面处理方法包括，先用化学法清洗掉异种金属材料表面的油污及氧化物，然后再用机械处理法打磨使复合材料的接触面粗糙度增加。

在一个实施例中，S4步骤中所述的激光高温辐射加热，加热时需要在呈横向V型口内异种金属表面加热。

在一个实施例中，S5步骤中所述的轧制，激光加热以后需要对两种异种金属材料进行轧制，轧辊的间隙为6mm，挤压比为4/3，轧辊的工作直径为500mm，轧辊转速为300r/min，轧辊速率为3m/s。