[发明专利]一种镁铝层状复合板及其制备方法

说明书

本发明涉及层状复合材料领域，具体而言，涉及一种镁铝层状复合板及其制备方法。镁铝层状复合板的制备方法包括：采用离心铸造制备复合管坯；将复合管坯进行预处理形成复合板材；取2块或以上相同尺寸的复合板材按照铝层和镁层交替间隔的方式叠放并叠轧，得到镁铝层状复合板，其中，相邻2块所述复合板之间设置有镍层。采用离心铸造有助于细化复合板的晶粒尺寸，提高强度和塑性成形能力，对后续轧制变形极为有利。叠轧前复合板之间设置镍层，避免在中高温(350‑500℃)下复合板界面处产生大量硬脆的金属间化合物，有利于提高镁铝复合板的力学性能。

技术领域

本发明涉及层状复合材料领域，具体而言，涉及一种镁铝层状复合板及其制备方法。

背景技术

镁合金是最具应用潜力的轻量化材料，具有比强度高、比刚度高、电磁屏蔽优异、减震降噪性能好等诸多优点，被誉为“21世纪绿色工程金属”，但镁合金塑性成形能力低、刚度不够、耐蚀性差、绝对强度较低等问题极大限制其规模化应用。铝合金是目前工业生产中应用最为广泛的有色金属结构材料，具有密度低、成形性好、强度高、耐腐蚀性优异等特点。镁铝复合材料兼具镁合金和铝合金两种金属的自身优势，能够获得比单一材料更为优异的综合性能，在航空航天、汽车、交通运输等领域具有广阔的应用前景，目前已成为国内外轻金属领域的研究热点。

传统的镁铝复合板制备方法主要包括复合挤压法、轧制复合法、扩散焊接法、爆炸复合法、搅拌摩擦焊接法等。由于轧制复合具有较高的生产效率，容易实现大规模的工业化生产，是目前发展最为迅速、应用最为广泛的一种生产镁铝复合板的方法。由于镁合金自身的密排六方晶体结构导致其塑性变形能力较差，加上一般的商业镁合金板材都具有很强的基面织构，为了获得较好的轧制成形能力，镁合金的轧制温度通常在300℃以上。由于镁合金和铝合金两者之间存在较大的塑性变形能力差异,若使镁合金和铝合金在界面处实现良好的冶金结合，轧制温度通常在350℃以上。从国内外文献报道中发现，当热加工温度为350-500℃时，镁铝复合材料的界面处极易形成厚度为几十微米到几百微米的扩散层，其主要成分是以金属间化合物Mg₁₇Al₁₂和Mg₂Al₃为主，然而这些金属间化合物都是硬脆相，会极大影响复合材料的强度和塑性。因此，如何避免中高温下镁铝复合材料界面产生大量的金属间化合物已成为国内外研究的热点。然而，目前在中高温(350-500℃)下制备界面无金属间化合物的镁铝复合板鲜有报道。

发明内容

本发明提供了一种镁铝层状复合板及其制备方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种镁铝层状复合板的制备方法，制备步骤包括：采用离心铸造制备复合管坯；将复合管坯进行预处理形成复合板材；取2块或以上相同尺寸的复合板材按照铝层和镁层交替间隔的方式叠放并叠轧，得到镁铝层状复合板，其中，相邻2个所述复合板材之间设置有镍层。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，制备复合管坯的复合方式为固-液复合。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，制备复合管坯的步骤包括：先浇注铝合金的熔融液，待铝合金的熔融液冷却凝固后对其表面进行处理得到镍合金涂层，最后再浇入镁合金的熔融液，冷却后得到复合管坯。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，预处理包括：将所述复合管坯沿轴线开口，而后进行矫平，矫平后进行初次轧制。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，初次轧制和叠轧的温度分别为350-500℃，保温时间分别为15-120min，轧制速率分别为1-10m/min，轧制变形量分别为15-50％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述镍合金涂层的厚度为1-40μm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，形成所述镍层的方式包括化学镀镍或电镀镍或添加镍金属夹层。