輕體金屬復合板的制作方法
【專利摘要】一種輕體金屬復合板的制作方法，其技術要點是，包括以下步驟：1）用雙金屬復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用；2）將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，將盒蓋封焊在盒體上，在盒體上封焊排氣管；3）通過排氣管抽真空，壓合封堵排氣管；4）置于加熱爐內，保溫取出后進行溫軋；5）平整、裁剪，即得到三明治復合板坯；6）將三明治復合板坯安置在模具中，送入加熱爐內進行發泡處理，保溫后得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于冷卻裝置中進行階梯式冷卻至室溫，裁剪、修整、表面處理后即得到成品輕金屬復合板。從根本上解決了現有三明治復合板生產工藝局限性高、不能根據需要自由調整產品規格的問題。
【專利說明】輕體金屬復合板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬復合板的制作方法，具體地說是一種輕體金屬復合板的制作方法，主要適用于制作層狀結構的三明治復合板材。
【背景技術】
[0002]三明治泡沫鋁復合板具有質輕、強度高、阻燃、減震、降噪、性價比高等特點，可完全取代傳統的均質金屬材料，因此可應用于諸多領域，市場前景廣闊。現有的三明治泡沫鋁復合板，其面板通常為均質金屬材料(如鈦、鋼、鋁、不銹鋼等)，制作方法主要為包套軋制和釬焊。
[0003]其中，包套軋制方法首先采用包套填充泡沫鋁發泡粉末，軋制成預制板坯，然后發泡成泡沫鋁三明治。但是，采用該方法只能獲得厚度較小的復合板坯。主要是因為軋制過程中，粉末壓縮時易產生層狀裂紋，工藝過程難于控制和調整。
[0004]另一種則是將均質金屬板與泡沫鋁板進行釬焊，進而獲得三明治泡沫鋁復合板。采用該方法雖然可獲得不同厚度的復合板。但是，泡沫鋁板是預制的，導致難以切割成薄板；泡沫鋁板規格通常較小，難以制得大面積復合板；若想獲得大面積板塊，勢必將小塊泡沫鋁板拼接，但是拼接部位強度較低，影響了產品質量。為此，需要一種不但能根據產品需要自由調整厚度和面積，而且能保證板塊質量的制作方法。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種輕體金屬復合板的制作方法，從根本上解決了現有三明治復合板生產工藝局限性高、不能根據需要自由調整產品規格的問題。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:該輕體金屬復合板的制作方法，其技術要點是，包括以下步驟:
1)用雙金屬復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用；
2)打磨盒體內表面，將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，將盒蓋封焊在盒體上，在盒體上封焊與盒體內相連通的排氣管；
3)對焊縫進行測漏堵漏后，通過排氣管抽真空至真空度<10Pa，壓合封堵排氣管，得到三明治復合板坯I ;
4)將三明治復合板坯I置于加熱爐內，在200°C?40(TC下保溫0.2tTl.2h取出后進行溫軋，得到三明治復合板坯II ;
5)將三明治復合板坯II軋制到所需厚度后，進行平整、裁剪，即得到三明治復合板坯
III ;
6)將三明治復合板坯III安置在內表面涂敷氧化鋯的模具中，送入加熱爐內，在500 V?800 V下進行發泡處理，保溫10mirT90min，得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于冷卻裝置中進行階梯式冷卻至室溫，裁剪、修整、表面處理后即得到成品輕金屬復合板； 發泡金屬條制作方法如下:
a)將100?400目原料粉末混合均勻得到合金粉末I，原料粉末包括8wt9Tl3wt%硅粉、lwt%?6wt%鎂粉、lwt%?4wt%銅粉、余量招粉，以合金粉末I總重量的lwt%?5wt%繼續向合金粉末I中加入20(Γ400目氫化鈦粉末混合均勻，得到合金粉末II ；
b)在油壓機工作臺上，使用粉末冶金模具壓制合金粉末制作成相對密度>85%的柱狀泡沫鋁發泡坯備用；
c)采用熱擠壓方法將相對密度>85%的泡沫鋁發泡坯制作成相對密度100%的致密發泡金屬條備用。
[0007]所述雙金屬復合板選自鈦鋁板、鈦鋼板、鋁鋼板或不銹鋼鋁板的一種。
[0008]所述發泡金屬條選自圓柱體、長方體或六方體的一種。
[0009]本發明具有的優點及積極的技術效果是:通過將成熟的雙金屬復合板制作方法、粉末冶金制作泡沫鋁方法與軋制三明治復合板方法有機地結合，可用于制作不同板面尺寸、不同厚度、無縫的輕體金屬復合板。復合板結構仍為具有泡沫鋁芯部的三明治復合結構，因此仍具有原三明治復合板材的隔離噪音、減震，隔熱等特點。但是，由于復合結構的兩側均采用了金屬鍵結合的雙金屬復合板，兼顧了不同金屬材料的優點和特性，結合泡沫鋁的蜂窩結構，進一步增強了材料整體的性能。三明治面板采用雙金屬復合板，在泡沫鋁三明治制取方法采用粉末冶金工藝制坯、模壓、熱壓得到100%致密的發泡體金屬條，通過組合軋制板坯、溫軋獲得發泡復合板板坯。再通過改軋方法獲得不同厚度產品的粉末冶金泡沫鋁發泡復合板坯，供后期的發泡制作，以獲得不同厚度及板面尺寸的輕體金屬泡沫復合板產品。采用本發明的制作方法可用于更大板面尺寸、不同厚度的三明治復合板的生產，方便流水化作業，提高生產效率；工藝過程易于控制，適合不同規模的生產。從根本上解決了現有工藝中局限性問題。本發明制備的輕金屬復合板相對于均質金屬復合板重量更輕，比強度更高，比剛度更優良；鈦金屬、不銹鋼、鋁金屬經過處理表面耐蝕，金屬質感；材料結構具有隔離噪音、減震，隔熱；材料通體冶金結合，可制作無縫的輕體金屬復合板，可適應各種方法進行后續加工，包括模壓、卷曲、開孔、鉚接、焊接等等。材料表面經過機械拋光、吹沙、化學著色、電化學著色等等工藝方法進行處理，能夠滿足各類產品外觀要求。本發明方法所制作的復合板材價格低廉、功能多樣，因此可廣泛用于轎車蒙皮，軌道交通蒙皮、隔斷、地板、餐桌，滾梯防護側板，高速電梯轎廂壁，建筑外立面，室內裝潢裝修等行業，完全可取代傳統的均質金屬材料。
【具體實施方式】
[0010]以下結合具體實施例詳細說明本發明的內容。
[0011]實施例1
制作一種用于商場滾動扶梯防護板的厚重感、外表面不銹鋼拉絲亞光，長X寬X厚:2000mmX600mmX20mm的環保型輕體金屬復合板,包括以下步驟:
1)按照長X寬X厚:2200mmX1220mmX20mm的規格，用不銹鋼鋁復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用；
2)打磨盒體內表面，將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，將盒蓋封焊在盒體上，在盒體上封焊與盒體內相連通的排氣管；預制發泡板坯各層的厚度分別為:不銹鋼0.3mm、鋁0.2mm、發泡金屬條5mm、招0.2mm、不銹鋼0.3mm ；
3)對焊縫進行測漏堵漏后，通過排氣管抽真空至真空度<lOPa，壓合封堵排氣管，得到三明治復合板坯I ;
4)將三明治復合板坯I置于加熱爐內，在200°C?400°C下保溫0.2tT0.5h取出后進行溫軋，得到三明治復合板坯II ;
5)將三明治復合板坯II軋制到所需厚度后，進行平整、裁剪，即得到三明治復合板坯
III ;
6)將三明治復合板坯III安置在內表面涂敷氧化鋯的模具中，送入加熱爐內，在600 V?700 V下進行發泡處理，保溫10mirT30min，得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于外部設有水套結構的冷卻裝置中，通過控制冷卻水的流量，進行階梯式冷卻至室溫，使用水刀切割機裁剪成兩塊，每塊輕體金屬防護板尺寸為2000mmX600mmX 20mm,復合板周邊采用20mm不銹鋼帶封閉，氬弧焊微弧焊接或激光封焊，不銹鋼表面進行海綿輪拋光成為亞光拉絲面即得到具有不銹鋼、鋁、泡沫鋁、鋁、不銹鋼五層金屬復合結構的成品輕金屬復合板。不成品輕體金屬三明治層狀結構的各層厚度分別為:不銹鋼0.3_、鋁0.2_、泡沫招19mm、招0.2mm、不銹鋼0.3mm ；
其中，發泡金屬條制作方法如下:
a)將100目原料粉末混合均勻得到合金粉末I，原料粉末包括8wt%硅粉、lwt%鎂粉、lwt%銅粉、90wt%鋁粉，以合金粉末I總重量的2wt%*續向合金粉末I中加入200目氫化鈦粉末混合均勻，得到合金粉末II ；
b)在油壓機工作臺上，使用粉末冶金模具壓制合金粉末制作成相對密度>85%的柱狀泡沫鋁發泡坯備用；
c)采用熱擠壓方法將相對密度>85%的泡沫鋁發泡坯制作成相對密度100%的致密長方體發泡金屬條備用。
[0012]實施例2
制作一種用于軌道列車車廂地板的海綿輪拉絲鋁金屬表面的長X寬X厚為6000mmX 1200mmX 20mm的耐腐蝕、減震、降噪、阻燃、保溫、輕體、剛度大的環保型輕體金屬復合板，包括以下步驟:
O按照長X寬X厚:6020mmX620mmX20mm的規格，用鋁鋼復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用；
2)打磨盒體內表面，將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，將盒蓋封焊在盒體上，在盒體上封焊與盒體內相連通的排氣管；預制發泡板坯各層的厚度分別為:鋁0.2_、鋼0.3_、發泡金屬條 5mm、鋼 0.3mm、.! 0.2mm ；
3)對焊縫進行測漏堵漏后，通過排氣管抽真空至真空度<10Pa，壓合封堵排氣管，得到三明治復合板坯I ;
4)將三明治復合板坯I置于加熱爐內，在200°C?400°C下保溫0.4tT0.8h取出后進行溫軋，得到三明治復合板坯II ;
5)將三明治復合板坯II軋制到所需厚度后，進行平整、裁剪，即得到三明治復合板坯
III ;
6)將三明治復合板坯III安置在內表面涂敷氧化鋯的模具中，送入加熱爐內，在5500C?700°C下進行發泡處理，保溫30mirT75min，得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于外部設有水套結構的冷卻裝置中，通過控制冷卻水的流量，進行階梯式冷卻至室溫，使用水刀進行切割修整達到規格6000mmX600mmX20mm，最后將兩塊復合板拼接起來，即得到規格6000 X 1200 X 20mm的成品輕金屬復合板，成品輕體金屬三明治層狀結構的各層厚度分別為:鋁0.2mm、鋼0.3mm、泡沫鋁19臟、鋼0.3mm、鋁0.2mm。
[0013]拼接方法為:在兩塊復合板長度方向一側夾ImmX20mmX6000mm的鋁帶，采用激光焊接雙面方法連接，然后用ImmX 20mm的鋁帶將6000mm X 1200mm X 20mm的三明治復合板周邊圍起來并且采用激光焊接方法焊接成為一體。最后用磨光機對輕體金屬三明治復合板進行海綿輪拉絲處理，達到產品標準。
[0014]在發泡金屬條制作上，步驟a)采用400目的原料粉末，原料粉末包括由13wt%硅粉、6wt%鎂粉、4被％銅粉、77wt%鋁粉組成的合金粉末I，以及合金粉末I總重量3wt%的400目氫化鈦粉末；步驟c)制成圓柱體形的發泡條，其余步驟同實施例1。
[0015]實施例3
制作一種用于建筑外立面的外表面是鈦金屬亞光金色的長X寬X厚為100mmX4000mmX4mm的板面模壓成凸臺、凹臺、圓臺形狀的周邊向一側翻邊1mm的耐腐蝕、減震、降噪、阻燃、時尚、裝飾性好、沒有光污染的環保型輕體金屬復合板，包括以下步驟:
1)按照長X寬X厚1040mmX4040mmX4mm的規格下料，用鈦鋁復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用；
2)打磨盒體內表面，將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，周邊翻邊10mm，得到1020mmX4020mmX4mm規格的盒體,將盒蓋封焊在盒體上,在盒體上封焊與盒體內相連通的排氣管；預制發泡板還各層的厚度分別為:鈦0.2_、招0.3_、發泡金屬條1_、招0.3mm>欽 0.2mm ；
3)對焊縫進行測漏堵漏后，通過排氣管抽真空至真空度<10Pa，壓合封堵排氣管，得到三明治復合板坯I ;
4)將三明治復合板坯I置于加熱爐內，在200°C?400°C下保溫0.6tTl.2h取出后進行溫軋，得到三明治復合板坯II ;
5)將三明治復合板坯II軋制到所需厚度后，進行平整、裁剪，即得到三明治復合板坯
III ;
6)將三明治復合板坯III安置在內表面涂敷氧化鋯的模具中，送入加熱爐內，在6000C?800°C下進行發泡處理，保溫lOmin，得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于外部設有水套結構的冷卻裝置中，通過控制冷卻水的流量，進行階梯式冷卻至室溫，在表面噴玻璃丸處理，陽極化著色后即得到具有鈦、鋁、泡沫鋁、鋁、鈦五層金屬復合結構的成品輕金屬復合板。成品輕體金屬三明治層狀結構的各層厚度分別為:鈦0.2mm、鋁0.3mm、泡沫招 4mm.0.3mm、鈦 0.2mm ；
在發泡金屬條制作上，步驟a)采用200目的原料粉末，原料粉末包括由llwt%硅粉、4wt%鎂粉、2?丨％銅粉、83wt%鋁粉組成的合金粉末I，以及合金粉末I總重量2wt%的300目氫化鈦粉末；步驟c)制成圓柱體形的發泡條，其余步驟同實施例1。
[0016]實施例4 一種不銹鋼鋁復合板的制作方法，包括以下步驟:
1)用不銹鋼鋁復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用；(規格略)
2)打磨盒體內表面，將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，將盒蓋封焊在盒體上，在盒體上封焊與盒體內相連通的排氣管；
3)對焊縫進行測漏堵漏后，通過排氣管抽真空至真空度<lOPa，壓合封堵排氣管，得到三明治復合板坯I ;
4)將三明治復合板坯I置于加熱爐內，在200°C?400°C下保溫0.8^1.0h取出后進行溫車L，得到三明治復合板坯II ;
5)將三明治復合板坯II軋制到所需厚度后，進行平整、裁剪，即得到三明治復合板坯
III ;
6)將三明治復合板坯III安置在內表面涂敷氧化鋯的模具中，送入加熱爐內，在600 V?700 V下進行發泡處理，保溫68mirT90min，得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于外部設有水套結構的冷卻裝置中，通過控制冷卻水的流量，進行階梯式冷卻至室溫，裁剪、修整、表面處理后即得到成品輕金屬復合板。
[0017]在發泡金屬條制作上，步驟a)采用200目的原料粉末，原料粉末包括由9wt%硅粉、5wt%鎂粉、3?丨％銅粉、83wt%鋁粉組成的合金粉末I，以及合金粉末I總重量3wt%的300目氫化鈦粉末；步驟c)制成六方體形的發泡條，其余步驟同實施例1。
[0018]本發明的輕體金屬泡沫復合板是由雙金屬復合板作面板、中間為金屬鍵結合的泡沫鋁的層狀復合結構，俗稱泡沫三明治金屬結構。本發明所涉及的雙金屬復合板均可從市場上購得，雙金屬復合板厚度米用5mnT0.Imm范圍內，并可根據實際產品的需求而自由選擇。雙金屬復合板的名稱是根據由外向內的復合順序進行命名的，如鈦鋼復合板則是指三明治復合板由兩側(外)向中部(內)依次為鈦、鋼、泡沫鋁的三明治復合結構；不銹鋼鋁復合板則是指三明治復合板由兩側(外)向中部(內)依次為不銹鋼、鋁、泡沫鋁的三明治復合結構；鈦鋁復合板則是指三明治復合板由兩側(外)向中部(內)依次為鈦、鋁、泡沫鋁的三明治復合結構，以此類推。
&X+-1-fI—-L=1.；.■-、:； C , _-?-.(:
Γ7in;r；7I
?-ΓIτη:,]:.:I
H;&來鋁I
f::τ?§ I s^ I
--k.;銷 I
[0019]粉末冶金模壓法屬于現有【技術領域】，以下僅作簡要說明。粉末冶金模壓法是一種最簡單，最直接的成型方法。首先造粒(擦篩造粒、滾筒造粒、噴霧造粒)，將具有一定粒度配比的金屬陶瓷復合粉末(例如碳化鎢)與金屬粉末、少量增塑劑進行造粒。將流動性好，粒配合適的粒狀粉料倒入一定形狀的鋼模內，借助于模塞，通過外加壓力在壓機上受壓，便可將粉料壓制成一定形狀的坯體。模壓工藝(干壓工藝)的實質是，在外力的作用下，顆粒在模具空間內靠近，并靠內摩擦力牢固地聯接起來。在成型中，模中的坯料受壓方式有單向受壓和雙向受壓兩種。可根據還件的高徑比和厚度來確定壓制方式。
【權利要求】
1.一種輕體金屬復合板的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)用雙金屬復合板分別制作盒體、盒蓋備用，制作發泡金屬條備用； 2)打磨盒體內表面，將發泡金屬條均勻地布置在盒體內，將盒蓋封焊在盒體上，在盒體上封焊與盒體內相連通的排氣管； 3)對焊縫進行測漏堵漏后，通過排氣管抽真空至真空度<lOPa，壓合封堵排氣管，得到三明治復合板坯I ; 4)將三明治復合板坯I置于加熱爐內，在200°C?40(TC下保溫0.2tTl.2h取出后進行溫軋，得到三明治復合板坯II ; 5)將三明治復合板坯II軋制到所需厚度后，進行平整、裁剪，即得到三明治復合板坯III ; 6)將三明治復合板坯III安置在內表面涂敷氧化鋯的模具中，送入加熱爐內，在500 V?800 V下進行發泡處理，保溫10mirT90min，得到熱態三明治泡沫鋁，將熱態三明治泡沫鋁置于冷卻裝置中進行階梯式冷卻至室溫，裁剪、修整、表面處理后即得到成品輕金屬復合板； 發泡金屬條制作方法如下: a)將100?400目原料粉末混合均勻得到合金粉末I，原料粉末包括8wt9Tl3wt%硅粉、lwt%?6wt%鎂粉、lwt%?4wt%銅粉、余量招粉，以合金粉末I總重量的lwt%?5wt%繼續向合金粉末I中加入20(Γ400目氫化鈦粉末混合均勻，得到合金粉末II ； b)在油壓機工作臺上，使用粉末冶金模具壓制合金粉末制作成相對密度>85%的柱狀泡沫鋁發泡坯備用； c)采用熱擠壓方法將相對密度>85%的泡沫鋁發泡坯制作成相對密度100%的致密發泡金屬條備用。
2.根據權利要求1所述的輕體金屬復合板的制作方法，其特征在于:所述雙金屬復合板選自鈦鋁板、鈦鋼板、鋁鋼板或不銹鋼鋁板的一種。
3.根據權利要求1或2所述的輕體金屬復合板的制作方法，其特征在于:所述發泡金屬條選自圓柱體、長方體或六方體的一種。
【文檔編號】B32B37/10GK104129141SQ201410329845
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】宋洪海, 閻東輝 申請人:沈陽和世泰通用鈦業有限公司