金屬復合板的加工方法范文

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由于熱軋復合容易形成金屬間脆性化合物，冷軋復合方法便應運而生。目前，冷軋復合多采用“三步法”軋制，即表面處理→軋制復合→退火處理。冷軋復合相對熱軋復合來說，軋制時采取一個道次大變量軋制，變形量達60%～80%。因此，冷軋復合對軋機提出了更高的要求，使得該工藝的應用范圍受到了極大的限制。而異步軋制工藝是20世紀60年代新興的板帶材軋制生產技術，所謂異步軋制是以軋輥線速度不對稱為主要特征的一種新的軋制技術。它具有以下特點:①上下軋輥對金屬板接觸表面的摩擦力方向相反:快速輥產生的摩擦力向前，慢速輥產生的摩擦力向后，在板材中間形成“搓軋區”;②單位壓力分布均勻，變化平緩。這種軋制方法可降低復合時的臨界變形量，同時，因為組元金屬各自的塑性不同，復合時候難免會出現金屬流動的不同步性，通過控制異步軋制工藝，可以使基體和覆體的變形一致，有利于復合板界面強度的提高。

爆炸復合法是世界各國廣泛應用的一種方法，它是利用炸藥做能量，在炸藥的高速引爆和沖擊作用下，將兩種或兩種以上的金屬大面積焊接在一起。如圖2所示。爆炸復合的優點是復合界面上看不到明顯的擴散層，不會生成脆性的金屬間化合物，產品性能穩定。但是，爆炸復合法存在炸藥存放與爆破地點的選擇、噪音處理、安全保障及污染嚴重等一系列問題;另外，爆炸焊接生產的產品規格不大，不能實現規?；纳a。爆炸－軋制復合法是在爆炸復合的基礎上，通過熱軋或冷軋復合將板坯加工到所需厚度的工藝技術。它是一種比較靈活可靠的工藝方法，綜合了爆炸和軋制兩種工藝的優點，既可以生產較大面積的復合板也可以生產很薄的板帶復合材料。

擴散焊接是把表面清潔的金屬迭放在一起，然后加熱到一定溫度時加壓，通過原子間互擴散使界面結合在一起，如圖3所示。擴散焊接分為無助劑擴散焊接、有助劑擴散焊、過渡液相擴散焊接、相變超塑性擴散焊等。擴散焊接沒有金屬宏觀變形，接頭很少有殘余應力。但是這種方法生產的復合板尺寸規格較小，不利于現代化的生產。

1956年美國MetalandControlcop提出金屬層壓復合的三步法工藝后(表面處理－軋制復合－退火強化處理)，金屬軋制復合技術才得到了廣泛深入的研究。國內外的研究主要集中在層狀復合板的軋制工藝、界面成分、微觀組織和性能、界面強度的影響因素、復合軋制的數值模擬、復合板的退火處理等方面，而對軋制復合設備的研制水平和技術進展介紹的不多。在國外，美國PolyMetallurgicalCrop率先開發了控制氣氛(Controlatmosphere，CA)軋制復合生產設備。該設備可以單獨控制各層組元金屬的軋制張力，并采用AGC反饋控制技術，通過控制壓下量和軋制張力來控制復合帶材的厚度和板型精度。同時，德國、日本等軋制設備生產廠家也都致力于復合軋制設備的研究。在國內，中色科技股份有限公司著眼于金屬復合板帶材的新市場，在多年有色金屬軋制設備研發經驗和制造能力的基礎上，進行了復合軋制設備的研發工作，成功研發出了適合于銅/鋁、鋼/鋼、鋼/鋁、鋼/銅等兩層復合板以及鋼/鎳/鋼三層復合板生產的復合軋機。現以提供給國內某公司的Φ360/Φ720X450mm復合冷軋機為例說明此軋制復合設備的結構組成和性能特點．該復合軋機主要由上卷小車、開卷機、開卷機對中檢測裝置、直頭送料裝置、入口裝置、軋機本體、出口裝置、卷取機、卸卷小車等組成。該復合軋機在板材厚度控制上，具有液壓AGC系統，可實現位置閉環、恒壓力軋制;在板形控制上，具有軋輥傾斜控制、正負彎輥，能有效的控制板形;主傳動裝置設計中，采用工作輥和支撐輥同時傳動，可以根據不同的板材實現不同的速度比，能達到異步軋制的作用。該復合軋機的主要參數如表1所示。

隨著對金屬復合板加工方法、工藝及裝備等研究的深入和金屬復合板材料應用范圍的拓展，國內金屬復合板復合軋制工藝技術取得了一定的進展，但是，一些關鍵問題有待進一步研究，如:復合軋制工藝的穩定和完善、異步軋制工藝研究、復合軋制設備研制等。其中，復合軋制設備應該配置先進的控制方式和手段，應借助計算機仿真和模擬的數值分析法去指導生產工藝，在復合設備滿足工藝要求的基礎上對設備的結構進行設計優化。隨著新材料、新工藝、新裝備的研究和發展，復合軋制設備的研究將更加深入，將朝著高精度、智能化方向發展。（本文作者：楊要杰單位：中色科技股份有限公司）