[发明专利]一种铝合金与不锈钢复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种铝合金与不锈钢复合材料及其制备方法与应用，所述铝合金与不锈钢复合材料包括依次设置的皮材层、铝合金层与不锈钢层；以质量百分数计，所述铝合金层的组成包括：Si 0.05‑0.12wt％，Fe 0.15‑0.28wt％，Cu 1.0‑2.1wt％，Mg 0.5‑1.5wt％，Zr 0.05‑0.1wt％，Mn 1.5‑1.8wt％，余量为铝以及不可避免的杂质；所述不可避免的杂质中Zn≤0.2wt％，其余杂质元素总含量≤0.2wt％。本发明通过特定各元素的组成以及各层的组合方法，使所得铝合金与不锈钢复合材料的耐腐蚀性能优异，使用寿命长，能够用于制作使用寿命长且导热均匀的高端锅具。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种铝合金材料及其制备方法与应用，尤其涉及一种铝合金与不锈钢复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着各领域科学技术的发展，各领域应用中对金属材料性能的要求越来越高。不锈钢材料作为应用最广泛的金属材料之一，由于其具有高强度、高硬度、高耐腐蚀性的特性得到了广泛的认可，同时对不锈钢材料提出了更多新的要求，例如更低的密度和更多样化的表面处理工艺，但是受限于不锈钢材料本身的性能，无法在短期内获得满足各种需要的不锈钢产品。

相比之下，利用不锈钢材料与其他材料相配合制成复合材料，便能够获得具有更多功能的新材料。

炊具是我国五金行业的重要组成部分，与人们的日常生活息息相关。炊具只要是指厨房用具的各类锅碗瓢盆等器具。它是五金行业中既传统又新型的产品。所述传统，主要是指以纯铝和铁为基材所生产的产品；所谓新兴，不仅是指产品材质的改变，也是指产品的用途、功能等能以满足消费者需要为出发点，不断地进行更新发展。

多金属层状复合材料制作的锅具，具有美观、环保、发热均匀、热效率高、烹饪食物口感好等优点，同时改善单层金属锅具的导热性、环保型、健康性及成本等诸多问题，成为中高度厨房烹饪器具的新发展方向。

铝钢复合材料制备的炊具，可以实现铝的强热传导性能与钢的高强度及高导磁性的完美结合。现有技术中，有用压焊法制备复合底钢-铝锅，先用钢铝复合板制备钢铝锅，钢为内壁面，再用锅底的铝片与铝-导磁金属板电焊结合，最后在大吨位摩擦压力机上进行高温高压的压焊复合，得到钢-铝-铝-导磁金属的四层复合材料锅；由于该技术在点焊后再高温高压下压焊，存在钢与铝的热膨胀系数不同而导致各层金属不能很好地融合在一起的缺陷。

CN 109016726A公开了一种包含不锈钢的复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将不锈钢与铝合金进行复合；所述复合方法为将不锈钢与铝合金压在一起，然后对两者结合的边缘进行火焰钎焊，焊接完成后进行热轧；(2)在铝合金表面进行腐蚀刻蚀处理，是处理后铝合金表面粗糙度Ra为5-10μm，铝合金材料的厚度不低于3mm；(3)利用PVD或热喷涂在铝合金粗糙表面加工出厚度为20-50μm的纯铝层。该制备方法将不锈钢与铝合金进行复合，使复合材料具有相对于不锈钢的低密度，还具有比铝合金更高的强度。

目前，大多数的铝合金与不锈钢复合材料中的铝合金为了保持良好的成型性需要完全退火至O态，这会使铝合金在钎焊时产生严重的熔蚀而降低其耐腐蚀性能，从而影响铝合金与不锈钢复合材料制备得到的锅具的使用寿命。

对此，提供一种成形性良好，且溶蚀性良好的铝合金材料，及包含该铝合金材料的铝合金与不锈钢复合材料及其制备方法与应用，有利于制作使用寿命长且导热均匀的高端锅具。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铝合金与不锈钢复合材料及其制备方法与应用；所述复合材料中的铝合金具有优良的抗熔蚀性，将其通过钎焊与不锈钢复合后，所得复合材料的使用寿命长且导热均匀，能够用于厨房用具。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：