[发明专利]一种双交叉波纹辊轧制金属复合板的方法

说明书

本发明涉及金属复合板制备技术领域，具体是一种双交叉波纹辊轧制金属复合板的方法，旨在解决采用现有轧制方法制成的金属复合板界面结合强度低、翘曲和边裂严重等技术问题。采用如下技术方案：将常规方法制得的金属复合板坯料放入波纹辊轧机进行轧制，波纹辊轧机的上下轧辊均为交叉波纹辊，压下率选择范围为30%～50%，得到上下表面和结合界面均为波纹辊的金属复合板I，再利用平辊轧机进行二道次轧制，压下率选择范围为20%～40%，得到上下表面为平面而结合界面为波纹面的金属复合板II。可以得到结合强度高，残余应力小，板材翘曲轻，边裂现象少的高质量金属复合板。

技术领域

本发明涉及金属复合板制备技术领域，具体是一种双交叉波纹辊轧制金属复合板的方法。

背景技术

金属复合板是由两层或者多层异质金属经特殊工艺加工叠合在一起，实现界面冶金结合的复合材料。部分金属资源具有优异的耐腐蚀、抗氧化、高强度、耐磨损和良好的生物相容性等优点，但是昂贵的价格和有限的资源限制了这些材料的广泛应用。为了解决这一矛盾，人们开发了金属复合板工艺。金属复合板将具有不同性能的金属复合起来，整合了不同金属的优点，规避了各自的缺点，使得复合板具有单一金属板材无法比拟的优良综合性能。金属复合板通过界面冶金结合实现异种材料的互连，可采用冲压、弯曲、焊接、机加工等多种方式进行加工。在工业生产中，为了发挥稀贵金属优势性能的同时节约其资源，往往在低成本的金属板表面包覆一层稀贵金属层，使低成金属复合板可以根据工业环境要求，设计出多种多样的金属组合，不但有不同的金属组合，还有不同的厚度组合，不同的层数组合。

目前金属复合板的制备方法较多，应用较广泛的有爆炸复合法、扩散焊接法、轧制复合法等。爆炸复合法是将待复合的金属层清洁后叠放好，在金属板最上层铺好炸药，利用炸药爆炸产生的高温和冲击波使金属板发生挤压、变形、贴合和扩散，实现界面结合，其优点是成本低、工艺简单、无需复杂装备，缺点是产生的噪声和烟雾污染环境、复合界面一般呈波浪状、结合不均匀、尺寸受限、产品质量不稳定等。扩散焊接法是在低于材料熔点的温度下，施加压力使金属板界面紧密贴合并发生固态扩散，实现界面的冶金结合，一般需要将金属板表面进行清洁，去除氧化膜，然后叠压在一起，在真空炉中加压扩散，其优点是界面结合均匀、强度稳定、无污染、可以对性能和尺寸差异大的原材料进行复合、尺寸精度高、变形量小，缺点是尺寸受限、扩散时间长、效率低、界面强度不高。轧制复合法是利用轧辊的压力使金属发生剧烈变形，在温度和压力的双重作用下促进金属原子间的互扩散，实现界面冶金结合，是工业生产中最常见的工艺手段，其优点是可连续生产、效率高、生产范围宽、无尺寸限制、界面均匀、强度稳定，表面质量高，缺点是热轧复合前需要进行界面防氧化处理、对于活性金属需要在真空环境中进行封焊、冷轧需要大功率轧制设备实现单道次大变形、工件容易发生开裂等，尤其是针对金属复合板的轧制，由于两种金属性能上的差异，延伸率不同，实现牢固复合困难，还容易在轧制后的复合板内部存在较大的残余应力，导致复合板产生严重翘曲以及边裂等问题，制约了复合板的大规模制备和应用。

发明内容

本发明旨在解决采用现有轧制方法制成的金属复合板结合强度低、翘曲和边裂严重等技术问题。为此，提出一种双交叉波纹辊轧制金属复合板的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双交叉波纹辊轧制金属复合板的方法，包括以下步骤：

S1、制坯：选取变形抗力相对较小的金属板为基板，选取变形抗力相对较大的金属板为复板；基板与复板的厚度比值为1～5，使用钢丝刷对基板和复板待结合的表面进行打磨，去除表面氧化层和污染物，将两板待复合表面相对堆叠放置，并在边缘处固连(保证轧制过程中基板和复板受到非均匀的切向力时不会出现错位和跑偏)，得到金属复合板板坯；