[发明专利]一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：首先采用并列组合铣刀、并列组合滚刀、并列组合刨齿刀、并列组合齿条刀或拉刀中的至少一种在线连续对表面清洁的钛材和钢材的待复合表面进行凹凸结构对应的机械加工处理，获得具有弧形、齿轮齿形、凹槽形、W形或梯形形貌的所述凹凸结构的所述待复合表面，所述凹凸结构的横截面形貌的深度为0.01~50 mm、顶部宽度为0.1~100 mm，再对所述待复合表面进行脱脂处理和打磨处理，然后在此基础上采用爆炸复合法、热轧复合法或冷轧复合法制备得到钛/钢层状预复合坯料，所述钛/钢层状预复合坯料包括爆炸成形钛/钢层状预复合板坯、热轧成形钛/钢层状预复合板坯、热轧成形钛/钢层状预复合带坯、冷轧成形钛/钢层状预复合板坯或冷轧成形钛/钢层状预复合带坯中的至少一种；

步骤2：在加热设备中采用两段式加热方式对所述钛/钢层状预复合坯料进行加热保温，具体工艺如下：

第一段加热保温：将所述钛/钢层状预复合坯料的整体的温度加热到705~875 °C，并进行保温0.1~30min，使所述钛材和所述钢材的复合界面处生成厚度均匀且层厚小于500 nm的TiC层；

第二段加热保温：分别对所述钛/钢层状预复合坯料的钛材表面和钢材表面进行升温加热，将所述钛/钢层状预复合坯料的所述钛材的表面和所述钢材的表面各自朝向复合界面方向的0.5~0.8倍所述钛材的厚度和所述钢材的厚度的区域的温度分别加热到1000~1350 °C，并保持所述钛/钢层状预复合坯料的所述复合界面处温度为705~875 °C，之后进行保温0.1~120 min；

步骤3：对加热后的所述钛/钢层状预复合坯料进行1~15道次的热轧复合，随后空冷至室温，获得钛/钢层状复合板带。

2.如权利要求1所述的一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法，其特征在于，对所述钛/钢层状预复合坯料的整体、所述钛材的表面和所述钢材的表面进行加热的方式包括火焰加热、感应加热、脉冲加热、电阻加热和激光加热中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述加热设备为单温区加热设备或多温区加热设备中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法，其特征在于，热轧复合的轧制速度＞0.2 m/s，热轧复合的道次压下率为20%~70%。

5.如权利要求1所述的一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法，其特征在于，

所述钢材的材质为低碳钢、低合金钢、不锈钢中的至少一种，所述钢材为钢板或钢带中的至少一种；

所述钛材的材质为纯钛或钛合金中的至少一种，型号包括TA1、TA2、TA3、TA10或TC4中的至少一种，所述钛材为钛板或钛带中的至少一种；

所述钛材和所述钢材为硬态或软态中的至少一种。

6.如权利要求5所述的一种界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法，其特征在于，在对所述待复合表面进行打磨处理之前对硬态的所述钛材和硬态的所述钢材进行软化退火处理。

7.一种界面强冶金结合的钛/钢层状复合板带，其特征在于，所述钛/钢层状复合板带采用根据权利要求1至6中任一项所述的界面强冶金结合金属层状复合材料的制备方法制备得到，所述钛/钢层状复合板带的所述复合界面处有TiC相但无Fe-Ti相、界面结合强度＞270 MPa、面积结合率为100%。