一種異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法技術

本發明專利技術提供一種異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法，包括以下步驟：S1、準備鈦板、鋁板：去除鈦板、鋁板待復合面的氧化物并清洗干凈；S2、用加熱裝置將所述鈦板加熱至指定溫度，并將鈦板放置在加熱至同等溫度的鐵板上進行保溫；S3、軋制：將所述鈦板、鋁板正對放置，然后立即進行軋制得到鈦鋁復合板。本發明專利技術的異溫軋制方法通過只對鈦板加熱而實現鈦板、鋁板在異溫狀態下進行軋制的目的，從而使鈦板、鋁板在軋制變形時更協調，而且鈦板在軋制過程中更容易變形而不發生開裂，從而得到板形良好、成材率高并具有高結合強度的鈦鋁復合板。

Method for preparing titanium aluminium composite plate by different temperature rolling

The present invention provides a method for preparing different temperature rolling titanium aluminum composite plate, which comprises the following steps: S1, preparing titanium plate, aluminum plate, aluminum plate to remove surface oxide composite and clean; S2, heating device for the titanium plate is heated to a specified temperature, and the titanium plate were placed to the same temperature in the heating insulation plate; S3, rolling: the titanium plate, aluminum plate is placed, and then immediately get rolling titanium aluminum composite plate. Different temperature rolling through the method of the invention of titanium plate heating and titanium plate, aluminum plate rolling in different temperature conditions, thus enabling more coordination in the rolling deformation of titanium plate, aluminum, and titanium plate during rolling deformation more easily without cracking, resulting in good shape, yield high rate and high binding strength of titanium aluminum composite plate.

【技術實現步驟摘要】
一種異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法
本專利技術屬于金屬復合板制備
，具體涉及一種異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法。
技術介紹
目前，金屬復合板由于兼具不同金屬的優異性能而得到了廣泛的應用。例如，鈦/鋁復合板兼備了鈦的耐高溫、耐腐蝕性和鋁的低比重、高導熱性的特點，目前主要用于飛機發射導彈處點火區域的包覆材料，可以防止機身因導彈燃料的燃燒產生高溫而熔化，又可以不增加機身的重量。由于其性能的優越性，在化工、灶具等領域也有著廣闊的應用前景。又如，鈦/鋁/鎂復合板兼備了：鈦的耐高溫、耐腐蝕、強度高，鋁的低比重、高導熱性、塑性優良和鎂的密度小、電磁防護性好、良好的抗沖擊性能的特點，主要應用于航天器外層防護結構中的外層緩沖板，能有效保護航天器、延長航天器的壽命。目前，生產鈦/鋁復合板和鈦/鋁/鎂復合板的常用爆炸法和熱軋復合法。其中，爆炸復合法存在工藝危險、生產效率低等的缺點。熱軋復合法具有產品質量穩定、生產成本低和生產效率高等優點。在使用現有的熱軋復合法軋制制備鈦/鋁復合板時，先將鈦板和鋁板正對疊放后同時加熱至指定溫度，再進行軋制得到復合板。受鋁板熔點的限制，軋制溫度一般為400-500℃，而在溫度為500℃以下的軋制過程中，鈦板因不易變形而容易發生開裂。另外，由于同一溫度下，鈦板和鋁板的力學性能差別較大，在軋制過程中，鈦板和鋁板變形不協調，從而導致板形不易控制而且結合強度不高。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種異溫軋制制備鈦/鋁復合板的方法，該方法使鈦板和鋁板在軋制變形時更協調，而且鈦板在軋制過程中更容易變形而不發生開裂，從而得到板形良好、成材率高并具有高結合強度的鈦/鋁復合板的異溫軋制制備鈦/鋁復合板的方法。本專利技術是這樣實現的：一種異溫軋制制備鈦/鋁復合板的方法，包括以下步驟：S1、準備鈦板和鋁板：首先將鈦板和鋁板進行退火處理，將退火后的鈦板和鋁板的待復合面進行表面處理；S2、加熱鈦板：用加熱裝置將所述鈦板加熱至指定溫度，并將鈦板放置在加熱至同等溫度的鐵板上進行保溫；S3、軋制：將放置在鐵板上的鈦板和室溫鋁板取出放到軋機入口處，利用帶有導位的推板立刻將指定溫度的鈦板以及室溫的鋁板推入軋機正對放置，根據一定的壓下量和軋制速度，立即進行軋制得到鈦/鋁復合板。進一步地，將步驟S1中用鋼絲刷、砂紙或砂輪去除鈦板和鋁板待復合面的氧化物，并用丙酮和酒精擦拭干凈。進一步地，步驟S1中的所述鈦板選自TA1、TA2、TC4、TC6和TC10中的一種。進一步地，步驟S1中的所述鋁板選自1100、5083、6061和7075中的一種。進一步地，步驟S2中的加熱裝置為電阻爐、輻射管或平板加熱器。進一步地，步驟S3中的軋制壓下率不小于25％。優選地，本專利技術還提供一種檢測鈦/鋁復合板剪切強度的方法，所述鈦/鋁復合板由所述的方法制備。優選地，檢測鈦/鋁復合板剪切強度的方法包括以下步驟：a、重復步驟S1-S3，在不同溫度、壓下量和軋制速度下分別復合一塊鈦/鋁復合板，得到多塊鈦/鋁復合板；b、計算多塊鈦/鋁復合板的剪切強度，在每塊復合板平行于軋制方向切割三個剪切試樣做拉剪試驗，取三個剪切試樣的平均值作為該復合板的剪切強度。本專利技術的優點如下所述：與現有熱軋復合法生產鈦/鋁復合板的方法相比，本專利技術通過只對鈦板加熱而實現鈦板和鋁板在異溫狀態下進行軋制的目的，從而使鈦板和鋁板在軋制變形時更協調，而且鈦板在軋制過程中更容易變形而不發生開裂，從而得到板形良好、成材率高并具有高結合強度的鈦/鋁復合板。附圖說明圖1為實施例1中異溫軋制制備鈦/鋁復合板示意圖；圖1中標記如下：1.加熱后的鐵板，2.加熱后的鈦板，3.室溫的鋁板，4.導衛推板，5.軋機圖2為變形量為29％時不同軋制溫度下Ti/Al復合板的結合強度；圖3為軋制溫度為800℃時不同壓下量下Ti/Al復合板的結合強度。具體實施方式以下將借助實施例進一步描述本專利技術一種異溫軋制制備鈦/鋁/鎂復合板的方法。本專利技術包括以下步驟：S1、準備鈦板和鋁板：首先將鈦板和鋁板進行退火處理，將退火后的鈦板和鋁板的待復合面進行表面處理；S2、加熱鈦板：用加熱裝置將所述鈦板加熱至指定溫度，并將鈦板放置在加熱至同等溫度的鐵板上進行保溫；S3、軋制：將放置在鐵板上的鈦板和室溫鋁板取出放到軋機入口處，利用帶有導位的推板立刻將指定溫度的鈦板以及室溫的鋁板推入軋機正對放置，根據一定的壓下量和軋制速度，立即進行軋制得到鈦/鋁復合板。在實際應用中，優選地，本專利技術還提供一種檢測鈦/鋁復合板剪切強度的方法，所述鈦/鋁復合板由所述的方法制備。優選地，檢測鈦/鋁復合板剪切強度的方法包括以下步驟：a、重復步驟S1-S3，在不同溫度、壓下量和壓制軋制速度下分別復合一塊鈦/鋁復合板，得到多塊鈦/鋁復合板；b、計算多塊鈦/鋁復合板的剪切強度，在每塊復合板平行于軋制方向切割三個剪切試樣做拉剪試驗，取三個剪切試樣的平均值作為該復合板的剪切強度。實施例1異溫軋制制備鈦/鋁復合板的方法：選用工業純鈦TA1和AA6061鋁合金，板材尺寸均為100mm×60mm×2mm。為了消除板材內應力和加工硬化，需進行退火處理，將TA1加熱到780℃保溫2h后空冷，將AA6061鋁合金加熱到350℃保溫2h后空冷。將退火后的鈦板和鋁板的待復合面進行表面處理，除去板材表面的油污雜質和氧化物，以有利于軋制時異種金屬的結合。本實驗先用打磨機去除金屬待復合表面的雜質及氧化物，再用丙酮和酒精反復擦洗表面并用熱吹風吹干。鈦板加熱后需要與室溫的鋁板組合后同時送入軋機軋制，但由于鈦板較薄，幾秒操作延誤會引起大幅度的溫降，影響實驗結果的客觀性。所以在軋制復合時，先將一塊鐵板加熱到鈦板軋制所需溫度，再將鈦板放入爐中的鐵板上保溫5分鐘，然后將鐵板和鈦板一起取出放到軋機入口處，此時鐵板對鈦板起到了保溫的作用，再用導衛推板立刻將加熱的鈦板和室溫的鋁板推入軋機，得到鈦/鋁復合板。本實施例中采用鋁板為室溫，鈦板的溫度分別加熱到500℃、600℃、700℃、800℃和900℃，保溫時間均為5分鐘；壓下量分別為20％、25％、29％、34％和50％。實驗中二輥軋機的參數為：軋輥φ200mm×200mm，軋制速度50mm/s。在得到的每塊鈦/鋁復合板上平行于軋制方向切割三個剪切試樣做拉剪試驗，取三個試樣的平均值作為該復合板的剪切強度。拉剪實驗在INSPEKTTable100kN電子萬能高溫試驗機上進行，拉剪速率為0.5mm/min。圖2和圖3為不同軋制溫度和不同變形量下Ti/Al復合板的結合強度。由圖2可以看出，在變形量為29％，當溫度在500℃-800℃之間時，Ti/Al復合板的剪切強度隨著鈦層溫度的升高而升高。當溫度高于800℃時，復合界面的剪切強度隨溫度升高而下降。鈦層溫度低于700℃時，復合板結合強度較低，當溫度高于700℃時，復合板結合強度明顯提高，鈦層溫度為800℃時，剪切強度最大，復合板結合的最好。由圖3可以看出，在鈦層溫度為800℃，隨著總變形量的增大，Ti/Al復合板的剪切強度逐步增加。剪切強度隨總變形量的增長速率明顯地表現為先快后慢，變形量小于34％時，剪切強度增長速率相對較高，變形量大于34％時，剪切強度增長速率相對較低。在鈦層溫度為800℃，總變形量為50％本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、準備鈦板和鋁板：首先將鈦板和鋁板進行退火處理，將退火后的鈦板和鋁板的待復合面進行表面處理；S2、加熱鈦板：用加熱裝置將所述鈦板加熱至指定溫度，并將鈦板放置在加熱至同等溫度的鐵板上進行保溫；S3、軋制：將放置在鐵板上的鈦板和室溫鋁板取出放到軋機入口處，利用帶有導位的推板立刻將指定溫度的鈦板以及室溫的鋁板推入軋機正對放置，根據一定的壓下量和軋制速度，立即進行軋制得到鈦鋁復合板。

【技術特征摘要】
1.一種異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、準備鈦板和鋁板：首先將鈦板和鋁板進行退火處理，將退火后的鈦板和鋁板的待復合面進行表面處理；S2、加熱鈦板：用加熱裝置將所述鈦板加熱至指定溫度，并將鈦板放置在加熱至同等溫度的鐵板上進行保溫；S3、軋制：將放置在鐵板上的鈦板和室溫鋁板取出放到軋機入口處，利用帶有導位的推板立刻將指定溫度的鈦板以及室溫的鋁板推入軋機正對放置，根據一定的壓下量和軋制速度，立即進行軋制得到鈦鋁復合板。2.根據權利要求1所述的異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法，其特征在于：步驟S1中用鋼絲刷、砂紙或砂輪去除鈦板和鋁板待復合面的氧化物，并用丙酮和酒精擦拭干凈。3.根據權利要求1所述的異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法，其特征在于：步驟S1中的所述鈦板選自TA1、TA2、TC4、TC6和TC10中的一種。4.根據權利要求1所述的異溫軋制制備鈦鋁復合板的方法，其特征在于：步驟S1中的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖宏，祁梓宸，余超，任忠凱，劉曉，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：發明
國別省市：河北,13