CN110918647B - 一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法 - Google Patents
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Abstract
一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，属于有色金属层状复合板的制备方法技术领域，可解决镁合金和6系铝合金复合轧制需要的下压量大，镁合金容易产生裂纹，不易实现复合板的制备的问题，在镁合金板材和6系铝合金板材之间添加1系铝合金板材为中间连接层，在较低的轧制温度和较小的下压量下制备出一种复合板。所述复合板为镁合金/铝合金/铝合金三层结构。制备出的层合板界面结合良好，无缺陷和孔隙存在。其强度达235MPa，延伸率达6.3%。此制备方法工艺简单、成本低廉、生产效率高，是先进的制备镁铝层状复合板的方法。
Description
技术领域
本发明属于有色金属层状复合板的制备方法技术领域，具体涉及一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法。
背景技术
镁合金具有低密度、高比强度、优异的电磁屏蔽能力和良好的可回收性等优点，被广泛应用在汽车、航空、航天等领域。然而，在镁合金的实际应用中，耐腐蚀性差的弊端极大地限制了镁合金的应用范围。解决镁合金耐蚀性差的一个有效方法是在镁合金表面覆盖一层耐蚀性良好的其它金属材料，制备金属复合板。与镁合金类似，铝合金也是一种轻质材料，具有优异的耐腐蚀性和良好的成形性。通过轧制复合的方法，可在镁合金表面覆盖一层耐蚀性良好的铝合金。由于该种方法工艺简单，生产成本低，现已实现大规模工业化生产。
根据铝合金中合金元素含量不同，铝合金被分为不同的牌号。其中1系铝合金为工业纯铝，硬度低、塑性变形能力强，最易于与镁合金复合。但1系铝合金强度较低，复合后的复合板应用范围有限。6系铝合金具有较高的强度和硬度，其与镁合金之间的轧制复合需要有足够的压下量才能实现冶金结合。但镁合金的塑性较差，在较大的轧制下压量下容易产生裂纹，不易实现复合板的制备。
发明内容
本发明针对镁合金和6系铝合金复合轧制需要的下压量大，镁合金容易产生裂纹，不易实现复合板的制备的问题，提供一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法。在镁合金板材和6系铝合金板材之间添加1系铝合金板材为中间连接层，在较低的轧制温度和较小的下压量下，制备出一种Mg/Al/Al复合板。该种制造方法工艺简单，生产成本低，能大幅度提高镁合金板材的力学性能，扩大镁合金的使用范围。
本发明采用如下技术方案：
一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，包括如下步骤：
第一步，分别选取长、宽尺寸相同的厚度为0.5-1mm的6系铝合金板材、厚度为0.2-0.5mm 的1系铝合金板材以及厚度为1-2.5mm的镁合金板材；
第二步，将6系铝合金板材、镁合金板材和1系铝合金板材分别放入电阻炉中进行退火处理，退火结束后将板材从退火炉中取出，在空气自然冷却；
第三步，分别对退火处理后的6系铝合金板材、镁合金板材和1系铝合金板材表面进行打磨、清洗，去除表面的氧化膜和油污；
第四步，按照6系铝合金板材/1系铝合金板材/镁合金板材的顺序，将三种板材叠放在一起，构成叠层板板坯，将板坯放入电阻炉中进行预热，预热结束后，立即取出送入轧机进行轧制，得到镁/铝/铝复合板。
所述6系铝合金板材包括6063铝合金、6061铝合金、6082铝合金、6160铝合金、6125铝合金、6262铝合金、6060铝合金、6005铝合金和6463铝合金中的任意一种。
所述1系铝合金板材包括1050铝合金、1060铝合金、1070铝合金和1035铝合金中的任意一种。
所述镁合金板材包括AZ31、AZ61、和AZ91中的任意一种。
第二步中所述6系铝合金板材和1系铝合金板材分别在350-450℃条件下退火1-2h，镁合金板材在300-400℃条件下退火1-2h。
第四步中所述预热温度为300-450℃，预热时间为10-30min，轧制变形量为30-40%，轧制速度为10-20r/min。
打磨是砂纸打磨、砂轮打磨或钢刷打磨。所述清洗是指用酒精或丙酮对板材表面进行冲洗。
本发明的有益效果如下：
1. 本发明的叠层板的轧制复合过程可以在较低预热温度和较小下压量的条件下进行，生产成本低廉。
2. 本发明的制备方法有效地减少了镁合金板材在轧制过程中的断裂倾向，提高了材料利用率。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的镁/铝/铝复合板；
图2为本发明实施例1制备的镁/铝/铝复合板的扫描图像；
图3为本发明实施例1制备的镁/铝/铝复合板的界面元素分布图。
具体实施方式
实施例1
取长度为110mm，宽度为60mm，厚度分别为0.5mm、0.5mm和2mm的铝合金（6061）、铝合金（1060）和镁合金（AZ31）板材各一块，分别放入电阻炉进行退火预处理。铝合金（6061）的退火温度为350℃，退火时间为1h；铝合金（1060）的退火温度为350℃，退火时间为1h；镁合金（AZ31）的退火温度为300℃，退火时间为1h。退火结束后将板材从电阻炉中取出，在空气中冷却至室温。将铝合金（6061）、铝合金（1060）和镁合金（AZ31）三种层状板材表面使用500#砂纸进行打磨后用酒精进行清洗。将三种板材按照6061/1060/AZ31的顺序放在一起形成叠层板板坯。将板坯放入电阻炉中加热到350℃，保温15min后立刻送入轧机进行轧制复合，轧制速度为10 r/min，下压量为30%。得到一种复合板，抗拉强度为235MPa，延伸率为6.3%。本实施例得到的复合板材如图1所示，图中箭头方向为轧制方向。复合板的界面结构如图2所示，可以看出Al（1060）和Mg （AZ31）之间的界面结合良好，无缺陷和孔隙存在。Al（6061）和Al（1060）之间无明显界面。复合板界面元素分布图如图3所述，从界面处镁元素的分布可以看出各半层之间存在小范围的元素扩散，但未形成典型的中间化合物。
对比例
取长度为110mm，宽度为60mm，厚度分别为1mm和2mm的铝合金（6061）和镁合金（AZ31）板材各一块，分别放入电阻炉进行退火预处理。铝合金（6061）的退火温度为350℃，退火时间为1h；镁合金（AZ31）的退火温度为300℃，退火时间为1h。退火结束后将板材从电阻炉中取出，在空气中冷却至室温。将铝合金（6061）和镁合金（AZ31）两种层状板材表面使用500#砂纸进行打磨后用酒精进行清洗。将两种板材按照6061/AZ31的顺序放在一起形成叠层板板坯。将板坯放入电阻炉中加热到350℃，保温15min后立刻送入轧机进行轧制复合，轧制速度为10 r/min，下压量为30%。轧制后未实现铝板和镁板的复合。
Claims (6)
1.一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，分别选取长、宽尺寸相同的厚度为0.5-1mm的6系铝合金板材、厚度为0.2-0.5mm 的1系铝合金板材以及厚度为1-2.5mm的镁合金板材；
第二步，将6系铝合金板材、镁合金板材和1系铝合金板材分别放入电阻炉中进行退火处理，退火结束后将板材从退火炉中取出，在空气自然冷却；
第三步，分别对退火处理后的6系铝合金板材、镁合金板材和1系铝合金板材表面进行打磨、清洗，去除表面的氧化膜和油污；
第四步，按照6系铝合金板材/1系铝合金板材/镁合金板材的顺序，将三种板材叠放在一起，构成叠层板板坯，将板坯放入电阻炉中进行预热，预热结束后，立即取出送入轧机进行轧制，得到镁/铝/铝复合板。
2.根据权利要求1所述的一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，其特征在于：所述6系铝合金板材包括6063铝合金、6061铝合金、6082铝合金、6160铝合金、6125铝合金、6262铝合金、6060铝合金、6005铝合金和6463铝合金中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，其特征在于：所述1系铝合金板材包括1050铝合金、1060铝合金、1070铝合金和1035铝合金中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，其特征在于：所述镁合金板材包括AZ31、AZ61、和AZ91中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，其特征在于：第二步中所述6系铝合金板材和1系铝合金板材分别在350-450℃条件下退火1-2h，镁合金板材在300-400℃条件下退火1-2h。
6.根据权利要求1所述的一种镁/铝/铝复合板轧制复合方法，其特征在于：第四步中所述预热温度为300-450℃，预热时间为10-30min，轧制变形量为30-40%，轧制速度为10-20r/min。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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