[发明专利]插销式结构的铝/镁/铝复合板及粉末热压制备方法

说明书

本发明涉及插销式结构的铝/镁/铝复合板及其粉末热压制备方法，包括以下步骤：(1)分别用含铝粉末和含镁粉末按照铝/镁/铝顺序在模具内铺粉；(2)在步骤(1)中，每铺一层粉末用压头对粉层进行预压，将粉末压平、压实，最终形成一定层厚的预压复合粉末块体；(3)将步骤(2)处理后的预压复合粉末块体中插入金属销钉，使其没入复合粉末块体内，并将其压实；(4)将步骤(3)处理后的预压复合粉末块体进行热压复合，保压冷却，即得到插销式结构的铝/镁/铝复合板。本发明能够得到具有高界面结合强度和抗界面剪切能力的插销式结构铝/镁/铝复合板。

技术领域

本发明属于金属复合材料技术领域，尤其是涉及一种插销式结构的铝/镁/铝复合板及粉末热压制备方法。

背景技术

随着工业的迅速发展，以及能源利用和环境问题的出现，要求材料具有更高的性能和应用特点，如轻质、高比强度和比模量、优异的耐腐蚀性和耐腐蚀性。因此，轻金属被广泛受到关注与应用。镁及镁合金具有比铝、钛合金优良的比强度、比刚度、再生性和储备量，是目前工程应用中最轻的金属结构材料，在汽车工业领域、航空航天领域呈现出广阔的应用前景。但由于镁合金为密排六方结构，其室温塑性差和耐腐蚀性能差的不足极大地制约了其发展。而铝合金为面心立方结构，具有极好的塑性和耐蚀性。因此通过制备的铝/镁/铝复合板，可以很好地发挥铝合金的塑性优势和镁合金的比强度优势、扬长避短,以扩宽镁合金的在工程领域的应用。

目前，铝/镁/铝复合板的制备技术主要有爆炸焊、热轧和扩散焊。这些连接方法均是以铝、镁合金板的形式实现界面结合。这导致铝/镁/铝复合板结构单一，界面多为平面，在爆炸焊条件下界面会形成波浪状咬合。复合板在外载荷作用下，由于界面两侧金属塑性变形能力不一致，导致界面形成剪切应力，在界面结合强度一定的条件下，界面的结构是影响界面在剪切应力作用下是否开裂的关键因素。其中，波浪式界面结构由于结构曲折多变，要比平直界面有更好的抵抗剪切应力的阻力，使得界面剪切开裂势垒增加，裂纹扩展路径增长，相应的界面结合强度提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种插销式结构的铝/镁/铝复合板及粉末热压制备方法。

本发明采用铝、镁合金粉末按铝/镁/铝顺序逐层铺粉，并在粉末内预埋金属销钉，通过热压工艺得到具有高界面结合强度和抗界面剪切能力的插销式结构铝/镁/铝复合板。该方法具有粉末质量要求低，制备方法简单，可实现多结构式复合材料，成品率高，生产效率高，节约生产成本等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种插销式结构的铝/镁/铝复合板的粉末热压制备方法，包括以下步骤：

(1)分别用含铝粉末和含镁粉末按照铝/镁/铝顺序在模具内铺粉；

(2)在步骤(1)中，每铺一层粉末用压头对粉层进行预压，将粉末压平、压实，最终形成一定层厚的预压复合粉末块体；

(3)将步骤(2)处理后的预压复合粉末块体中插入金属销钉，使其没入复合粉末块体内，并将其压实；

(4)将步骤(3)处理后的预压复合粉末块体进行热压复合，保压冷却，即得到插销式结构的铝/镁/铝复合板。

优选地，所述含铝粉末、含镁粉末目数控制在220-800目。

优选地，所述含铝粉末包括铝粉与铝合金粉末。

优选地，所述含镁粉末包括镁粉与镁合金粉末。

优选地，含铝粉末的铺粉厚度为1-20mm。

优选地，含镁粉末的铺粉厚度为1-20mm。

优选地，步骤(3)中所述金属销钉长度应小于复合板厚度。

优选地，所述金属销钉选择直径为1-10mm圆棒。