一種層壓金屬復(fù)合卷板的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種層壓金屬復(fù)合卷板的生產(chǎn)方法，屬于層壓金屬復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱乳復(fù)合是制造層壓金屬復(fù)合材料的常用方法，是讓兩種表面潔凈的金屬相互接觸，通過加熱和塑性變形時(shí)原子間高度擴(kuò)散作用達(dá)到連續(xù)的冶金結(jié)合的復(fù)合方法。熱乳復(fù)合坯的制坯步驟一般包括:基層、復(fù)層基板結(jié)合面的打磨，基板、復(fù)板的疊合，隨后四周焊合，端口開孔及安裝排氣管，抽真空后密封。然而，在工業(yè)生產(chǎn)中，熱乳復(fù)合坯內(nèi)難免有少量氣體殘留，這些氣體在密閉的板坯內(nèi)加熱時(shí)會(huì)受熱膨脹，導(dǎo)致復(fù)合坯鼓泡，板坯變形，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致焊縫開裂，板坯報(bào)廢，或造成乳制設(shè)備的損壞。對(duì)于熱乳復(fù)合來說，在加熱和乳制過程中能夠有效排出板坯內(nèi)的殘留氣體，是保證復(fù)合坯乳制成功的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)《真空組坯-非真空乳制層壓金屬復(fù)合材料卷板的方法》(ZL201210531128.1)，通過在復(fù)合坯的尾端上間隔開孔，每一孔中插入鋁質(zhì)空心管段，使鋁質(zhì)空心管段的內(nèi)端置于復(fù)合坯的中空體的乳制延伸空間，而外端通過孔并通過管道與真空栗相連，在孔與管之間進(jìn)行密封。復(fù)合坯在加熱爐內(nèi)常規(guī)加熱時(shí)，隨著坯溫上升至高于鋁質(zhì)空心管熔點(diǎn)時(shí)，鋁質(zhì)空心管段熔斷，使開孔敞開，以首端在前，尾端在后的位置，送入常規(guī)乳機(jī)上進(jìn)行乳制時(shí)，復(fù)合板坯內(nèi)部剩余的空氣，會(huì)在乳制碾壓過程中從其尾端的敞開的排氣孔處排出，即得到層壓金屬復(fù)合材料板卷。
[0004]然而，上述的技術(shù)方案也存在下列兩個(gè)問題:一是，鋁質(zhì)空心管與坯端頭的孔之間進(jìn)行密封時(shí)，為使其粘接牢固，在抽真空條件下不被彈出，要采用焊接的方法，但因鋁質(zhì)空心管為有色金屬，孔為黑色金屬，存在異種金屬之間焊接困難的問題，要使用特殊的焊條，成本很高。二是，設(shè)置的鋁質(zhì)空心管段的內(nèi)端置于復(fù)合坯的中空體的乳制延伸空間內(nèi)，在復(fù)合坯加熱過程中，隨著坯溫上升至高于鋁質(zhì)空心管熔點(diǎn)時(shí)，鋁質(zhì)空心管段熔斷，在延伸空間內(nèi)的鋁質(zhì)空心管部分熔化后會(huì)熔入復(fù)合坯內(nèi)污染復(fù)合坯，對(duì)復(fù)合坯的質(zhì)量帶來不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中熱乳復(fù)合坯的排氣管設(shè)置所存在的問題，本發(fā)明提供一種層壓金屬復(fù)合卷板的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種層壓金屬復(fù)合卷板的生產(chǎn)方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟:
(I)制備管口密封的彎管:將高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管的管口磨平，并對(duì)管內(nèi)壁以機(jī)械方式清理至潔凈，再將高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管固定在水平面上；將融化成液體的低熔點(diǎn)金屬或合金，自高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管的一端緩慢導(dǎo)入，使低熔點(diǎn)金屬或合金流體在該端部遇冷凝固形成封堵塞，控制該封堵塞長(zhǎng)度為5?30mm，冷卻至室溫后，將高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管彎曲成10?90°，得到管口封堵的彎管； (2)復(fù)合板坯:將復(fù)層金屬材料和基層金屬材料分別用常規(guī)機(jī)械方法進(jìn)行表面處理至結(jié)合界面潔凈，將兩塊復(fù)層金屬材料疊置，并在疊置的兩塊復(fù)層金屬材料中間添加隔離材料，之后放于上、下基層金屬材料之間，對(duì)上、下基層金屬材料的四周進(jìn)行焊接形成四個(gè)側(cè)壁，并使其中的復(fù)層金屬材料的四周預(yù)留出乳制延展空間，得到復(fù)合坯，并在復(fù)合坯的首端和尾端側(cè)壁上開通孔，首端側(cè)壁的通孔中插入高熔點(diǎn)材質(zhì)空心直管，使高熔點(diǎn)材質(zhì)空心直管的內(nèi)端與乳制延展空間相通，而外端與真空栗相連；尾端側(cè)壁的通孔中插入步驟(I)所得彎管的直管端，并與乳制延展空間相通，而管口封堵的彎管在外，且彎頭朝下，該彎管的彎曲部分與復(fù)合坯尾端側(cè)壁的夾角為90?170° ;
(3)抽真空:通過步驟(2)的高熔點(diǎn)材質(zhì)空心直管對(duì)復(fù)合板坯內(nèi)部抽真空至-1 X 10 2?-1 X 10 3Pa,并保壓2?3小時(shí)后，封堵高熔點(diǎn)材質(zhì)空心直管的外端口，得真空復(fù)合板坯；
(4)乳制:將步驟(3)所得真空復(fù)合板坯送入熱乳加熱爐內(nèi)，進(jìn)行常規(guī)加熱，當(dāng)復(fù)合坯在爐內(nèi)加熱到低熔點(diǎn)金屬或合金的熔化溫度時(shí)，低熔點(diǎn)金屬或合金熔化并沿著向下彎的彎管端口流出，使彎管的端口不再封堵，之后以首端在前，尾端在后的位置，送入常規(guī)乳機(jī)上進(jìn)行乳制，由于復(fù)合坯尾端的彎管端口已開，從而在乳制碾壓過程中使坯內(nèi)殘余氣體能夠從開口的彎管端口排出，最終得到層壓金屬復(fù)合卷板。
[0007]所述步驟(I)和(2)的高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管是指該空心管的材質(zhì)與復(fù)合坯基層金屬材料有良好焊接性，且其熔點(diǎn)高于復(fù)合板坯乳制加熱時(shí)的最高加熱溫度，保證高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管在復(fù)合板坯加熱乳制過程中不被熔化，該高熔點(diǎn)材質(zhì)為鐵質(zhì)、SUS201材質(zhì)或SUS304。
[0008]所述步驟(I)和(2)的高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管的長(zhǎng)度是150?300mm，口徑是10?25mm0
[0009]所述步驟(I)的低熔點(diǎn)金屬或合金為鋅、錫、鋁、鉛錫合金(鉛38.14%，錫61.86%)、錫鋅合金(錫91%，鋅9%)或鉍合金(鉍58%，錫42%)。
[0010]所述步驟(2)的基層金屬材料為碳素鋼或合金鋼。
[0011 ] 所述步驟(2)的復(fù)層金屬材料為不銹鋼或鈦鋼。
[0012]所述步驟(2)的隔離材料為氧化鎂、氧化鋁、石墨、二硫化鉬或氮化硼。
[0013]所述步驟(2)的隔離材料的厚度為0.2?0.4mm。
[0014]所述步驟(2)的開孔是根據(jù)復(fù)合板坯的寬度在首端和尾端側(cè)壁上開設(shè)至少一個(gè)孔。
[0015]所述步驟(2)的彎管的管端口高于復(fù)合板坯的底邊，以避免加熱時(shí)阻擋熔化了的低恪點(diǎn)金屬或合金的流出。
[0016]本發(fā)明具備的有益效果:由于所用空心管是由與復(fù)合坯基層金屬材料具有良好焊接性能的高熔點(diǎn)材料所制造，保證了其與復(fù)合坯端口孔之間具有良好的焊接性能；同時(shí)由于空心管材質(zhì)的熔點(diǎn)高于復(fù)合坯乳制加熱時(shí)的最高加熱溫度，因此保證空心管在復(fù)合坯乳制加熱過程中不被熔化，從而不會(huì)造成其對(duì)復(fù)合板坯的污染；再由于采用了低熔點(diǎn)的金屬或合金作為封堵塞，因此當(dāng)復(fù)合坯在爐內(nèi)加熱到低熔點(diǎn)金屬或合金的熔化溫度時(shí)，低熔點(diǎn)金屬或合金熔化并沿著向下彎曲的彎管端口流出，既不會(huì)造成其對(duì)復(fù)合板坯的污染，同時(shí)又能使復(fù)合坯開口，以在乳制碾壓過程中，使坯內(nèi)殘余氣體能夠從開口的彎管端順利排出。 本發(fā)明所述復(fù)合坯的排氣管安裝簡(jiǎn)便，成本低，能獲得高質(zhì)量的層壓金屬復(fù)合卷板。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明步驟(2)所得復(fù)合板坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明步驟(2)所得復(fù)合板坯的剖面圖；
圖中，1-基層金屬材料，2-復(fù)層金屬材料，3-隔離材料，4-乳制延展空間，5-尾端，
6-高熔點(diǎn)材質(zhì)空心管，7-彎管，8-低熔點(diǎn)金屬或合金，9-首端。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]實(shí)施例1
選用碳素鋼Q235B作基層金屬材料，不銹鋼06Crl9Nil0 (SUS304)作復(fù)層金屬材料:
(1)制備管口封堵的彎管:將鐵質(zhì)空心管的管口磨平，并對(duì)管內(nèi)壁以機(jī)械方式清理至潔凈，再將鐵質(zhì)空心管固定在水平面上；然后將鋁塊加熱使其融化成液體后，自鐵質(zhì)空心管的一端緩慢導(dǎo)入，鋁流體在鐵質(zhì)空心管端部遇冷逐漸凝固，能夠在管口形成緊密的封堵塞，控制管口處鋁的封堵塞長(zhǎng)度為5_，待鐵質(zhì)空心管冷卻至室溫后進(jìn)行充氣檢漏，合格后將鐵質(zhì)空心管以管中部彎曲成90°，得到管口封堵的彎管；
(2)復(fù)合板坯:將復(fù)層金屬材料和基層金屬材料分別用常規(guī)機(jī)械方法進(jìn)行表面處理至結(jié)合界面潔凈，將兩塊復(fù)層金屬材料疊置，并在疊置的兩塊復(fù)層金屬材料中間添加隔離材料，之后放于上、下基層金屬材料之間，對(duì)上、下基層金屬材料的四周進(jìn)行焊接形成四個(gè)側(cè)壁，并使其中的復(fù)層金屬材料的四周預(yù)留出乳制延展空間，得到復(fù)合坯，并在復(fù)合坯的首端和尾端側(cè)壁上開通孔，首端側(cè)壁的通孔中插入高熔點(diǎn)材質(zhì)空心直管，使高熔點(diǎn)材質(zhì)空心直管的內(nèi)端與乳制延展空間相通，而外端與真空栗相連；尾端側(cè)壁的通孔中插入步驟(I)所得彎管的直管端，并與乳制延展空間相通，而管口封堵的彎管在外，且彎頭朝下，該彎管的彎曲部分與復(fù)合坯尾端側(cè)壁的夾角為90°，并在孔與管之間進(jìn)行焊接密封；
(3)抽真空:通過步驟(2)的鐵質(zhì)空心直管對(duì)復(fù)合板坯內(nèi)部抽真空至-1 X 10 2?-1X10 3Pa,并保壓2小時(shí)后，封堵鐵質(zhì)空心直管的端口，得真空復(fù)合板坯；
(4)乳制:將步驟(3)所得真空復(fù)合板坯送入熱乳加熱爐內(nèi)，進(jìn)行常規(guī)加熱，當(dāng)復(fù)合坯在爐內(nèi)加熱到低熔點(diǎn)金屬或合金的熔化溫度時(shí)，低熔點(diǎn)金屬或合金熔化并沿著向下彎的彎管端口流出，使彎管的端口不再封堵，之后以首端在前，尾端在后的位置，送入常規(guī)乳機(jī)上進(jìn)行乳制，由于復(fù)合坯尾端的彎管端口已開，從而在乳制碾壓過程中使坯內(nèi)殘余氣體能夠從開口的彎管端口排出，最終得到層壓金屬復(fù)合卷板。
[0020]實(shí)施例2
選用碳素鋼Q195作基層金屬材料，不銹鋼06Crl9Nil0 (SUS304)作復(fù)層金屬材料:
(I)制備管口封堵的彎管:將長(zhǎng)度是300mm、口徑是15mm的SUS201材質(zhì)空心管的管口磨平，并對(duì)管內(nèi)壁以機(jī)械方式清理至潔凈，再將SUS201材質(zhì)空心管固定在水平面上；然后將錫加熱使其融化成液體后，自SUS201材質(zhì)空心管的一端緩慢導(dǎo)入，錫流體在SUS201材質(zhì)空心管端部遇冷逐漸凝固，能夠在管口形成緊密的封堵塞，控制管口處錫的封堵塞長(zhǎng)度為15mm，待SUS201材質(zhì)空心管冷卻至室溫后進(jìn)行充氣檢漏，合格后將SUS201材質(zhì)空心管以管中部彎曲成60°，得到管口封堵的彎管；
(2)復(fù)合板坯:將復(fù)層金屬材料和基層金屬材料分別用常規(guī)機(jī)械方法進(jìn)行表面處理至結(jié)合界面潔凈，將兩塊復(fù)層金屬材料疊置，并在疊置