一種鈦鋁雙金屬復合板帶的冶金復合工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝是將鋁錠完全熔化為鋁液后，經靜置爐靜置、在線除氣、過濾后流入復合區，并在復合區域用熱風對軋輥與鈦板帶進行連續吹烤，使軋輥與鈦帶在復合時的溫度保持在150-300℃，并由軋機將鈦板帶與鋁液軋制出冶金復合的鈦鋁雙金屬復合板帶。本發明通過在鈦板帶與鋁液的復合區域用高壓熱風對軋輥與鈦板帶進行連續吹烤，并使鈦板帶和軋輥上的溫度保持在150-300℃，在復合時不會產生水汽和形成氧化，避免了水分子凝結在鈦鋁復合界面形成水泡，保證了產品的后期加工質量。通過在鋁液中加入0.2-0.5%鋁鈦硼絲，促使鈦鋁兩種金屬分子達到冶金結合。徹底解決了后期深加工時開裂、斷裂、分層、脫落等現象，使成品率能達到80%以上，降低了生產成本。
【專利說明】一種鈦紹雙金屬復合板帶的冶金復合工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于鈦鋁雙金屬復合板帶生產【技術領域】，具體涉及一種鈦鋁雙金屬復合板帶的冶金復合工藝。適合于鈦及鈦合金與鋁或鋁合金雙金屬板帶的冶金復合工藝。
技術背景
[0002]隨著科學技術的飛速發展，通過各種不同連接方法將不同金屬材料復合為一體，制備成金屬復合板，得到單層金屬材料所不具有的物理、化學性能以及力學特性，滿足高強度、高比剛度、抗疲勞性、尺寸穩定、耐磨、抗振等性能的要求，同時可節省稀貴材料，降低成本。因此，開發研制新型金屬復合材料具有十分緊迫的現實意義，也必將帶來顯著的經濟效益和社會效益。
[0003]金屬冶金結合的復合材料是由兩種或兩種以上金屬經金屬的界面間原子相互擴散而形成的結合的復合而形成的一種新型材料，由于其工藝的先進性和材料本身的技術特性，因而復合板材具有單種金屬材料不可比擬的優點。板帶即是一種新型的復合材料，它既保持了鈦合金的耐腐蝕、高強度、輕量化、美觀化等性能；同時又兼顧了鋁的輕質性、延伸性、耐腐蝕性及成本低廉等優勢。已廣泛應用于醫藥、建筑、熱交換器、航空、船舶。化工.電子3G等領域。
[0004]目前，鈦鋁復合的生產方法有很多種，傳統的有爆炸焊接、釬焊、摩擦焊、固態-半固態、冷軋、熱軋等方法生產，這些方法雖然各有利弊，但生產的鈦鋁復合帶板均不同程度的存在結合力不強，容易分層、斷裂、起皮，成品率低，成本較高的問題。鑄軋法是目前較理想的生產鈦鋁復合板帶的方法，此法是將鑄造與軋制法結合起來，既有液相高溫，又有軋制壓力，能夠實現較高的復合強度，由于可以連續生產，有效提高了生產率高、降低了成本低。但是，這種方法在生產過程中受空氣濕度的影響較大，當空氣濕度大于40%時很難進行雙面復合，濕度達到60%時，幾乎不能再進行復合，即便進行了復合，由于水分子在高溫下會迅速膨脹，并在鈦鋁的復合界面形成水泡，影響結合強度，生產的鈦鋁復合板帶在后期的加工生產中仍然會存在沖孔易分層起泡、折彎開裂脫落等問題。為解決空氣濕度對復合強度影響，目前采用的措施是利用噴氣式液化氣噴頭對軋棍表面進行烘烤加熱，由于軋棍與銅板帶之間存在的溫差仍然會使空氣中的水分子凝結在銅鋁的復合界面形成水泡，因此這種烘烤加熱方式有一定的局限性，不能從根本上消除鈦鋁復合界面的水泡問題。另外，這種鑄軋法是將半固態的鋁或鋁合金和固態鈦和鈦合金板帶進行連續鑄軋制得，兩種金屬分子之間不能實現冶金結合，生產出的鈦鋁復合帶板在后期的深加工中有時還會出現分層脫裂、折彎斷裂等缺陷，影響產品的成品率和生產成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提出一種鈦鋁雙金屬復合板帶的冶金復合工藝。解決了鈦鋁復合界面結合強度低、無法實現冶金結合的問題，達到提高鈦鋁雙金屬復合強度，實現冶金結合，保證產品在后期深加工時的質量和成品率、降低生產成本的目的。[0006]本發明實現上述目的采取的技術方案是:一種鈦鋁雙金屬復合板帶的冶金復合工藝，將鋁錠完全熔化為鋁液后，經靜置爐靜置、在線除氣、過濾后流入復合區，并在復合區域用熱風對軋輥與鈦板帶進行連續除濕，使軋輥與鈦板帶在復合時的溫度保持在150-300°C，并由鑄軋機連續將鈦板帶與鋁液軋制出冶金復合的鈦鋁雙金屬復合板帶。
[0007]本發明在所述鋁液流入復合區前，在鋁液中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲。
[0008]本發明所述鋁液的靜置時間為10-16秒。
[0009]本發明所述板帶與鋁液的接觸時間為1.3-1.6秒。
[0010]本發明所述鈦板帶與鋁液的軋制時間為6-8秒。
[0011]本發明所述鈦板帶與招液的軋制速度為每分鐘400mm-1320mm。
[0012]本發明所述鈦板帶與鋁液的軋制力為1510-1550KN。
[0013]本發明所述鈦板帶與鋁液的熔合深度> 0.01mm。
[0014]本發明所述鈦板帶在與鋁液復合前對其復合面進行去氧化刷磨。
[0015]本發明通過在鈦板帶與鋁液的復合區域用高壓熱風對軋輥與鈦板帶進行連續 除濕，并使鈦帶和軋輥上的溫度保持在150-300°C，當鈦板帶和軋輥的溫度高于300 °〇時，會出現氧化現象；當鈦帶和軋輥的溫度低于150°C時，達不到干燥的目的。
[0016]由此使鈦板帶與鋁液在復合時不會產生水汽和形成氧化，避免了水分子凝結在鈦鋁
復合界面形成水泡影響結合結合強度，保證了產品的后期加工質量。由于在鋁液中加入0.2-0.5%鋁鈦硼絲(晶粒細化劑)，細化劑均勻地進入所有待細化的鋁合金液，故細化后的組織均勻，無粗細晶粒交錯的混晶區，大大提高了合金的強度和延伸率，減少了裂紋等廢品；避免了 TiA13和TiB2的沉降、凝集所引起的夾雜和熔爐的結瘤，減少了清爐和洗爐的工作量；實現了細化處理自動化無人化，省人省事；使細化處理和合金液凝固時間大為縮短，提高了生產效率。徹底解決了后期深加工時開裂、斷裂、分層、脫落等現象，使成品率能達到80%以上，有效提高成品率，降低生產成本。由于在復合前對不銹鋼板帶進行了去氧化處理，使其達到冶金結合的目的。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
本實施例為單層復合的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，具體步驟如下:
將鋁錠放入熔煉爐中進行熔化，將完全熔化后的鋁液流入靜置爐中靜置13分鐘后，經在線除氣、過濾后流入流槽進入復合區。同時，采用熱風對鈦板帶和軋進行連續連續除濕，使鈦板帶和軋輥的溫度控制在150-300°C之間。熱風由外部提供(可以是電加熱或其它形式)，出風口設置在鈦板帶和軋輥的運動軌跡上，目的是使鈦板帶和軋輥在復合區保持干燥，使其表面不會形成水汽和氧化。鈦板帶(厚度< 1.5mm)經導輥直接導入復合區與鋁液接觸，利用鋁液溫 度在二者相結合的1.3秒時間內，形成鈦帶表面微熔化，熔合深度^ 0.15mm,經板型分布器后，上軋棍機進行軋制,在軋制速度為每分鐘1300mm,軋制力為1510KN下，軋制時間為6秒下瞬間鋁鈦金屬表面分子相互滲透熔合，直接連續軋制出厚度為2.8-15mm的單面鈦鋁雙金屬復合板帶。為了進一步提高鈦鋁復合板帶的強度，在鋁液流入復合區前，在鋁液中加入鋁鈦硼絲(晶粒細化劑)。鋁鈦硼絲(SX-Al-T1-B含鈦5%、含硼I %)是一種晶粒細化劑，起到改善鋁合金熔體內部組織、細化晶粒的作用。本實施例是在鋁液流槽中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲，利用鋁液的溫度使其熔化，促使鈦鋁金屬在結合的瞬間形成兩種金屬分子的相互微滲透，達到冶金復合的目的。同時，在不銹鋼板帶與鋁液復合前通過設置刷磨機等裝置對其復合面進行去氧化處理，達到冶金結合的目的。
[0018] 實施例2
本實施例為雙層復合的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，具體步驟如下:
將鋁錠放入天燃氣熔煉爐中進行熔化，將完全熔化后的鋁液流入靜置爐中靜置15分鐘后，經在線除氣、過濾后流入流槽進入復合區。同時，采用熱風對軋輥和鈦板帶進行連續連續除濕，使鈦帶和軋輥的溫度控制在150-300°C之間。熱風由外部提供(可以是電加熱或其它形式)，出風口設置在軋輥和鈦板帶進行連續的運動軌跡上，目的是使銅鈦板帶和軋輥在復合區保持干燥，使其表面不會形成水汽和氧化。鈦板帶為兩層(厚度均為0.5-1.5_)經導輥直接與鋁液接觸，利用鋁液溫度在二者相結合的1.6秒時間內，形成鈦帶表面微熔化，熔合深度> 0.15mm,經板型分布器后,上軋棍機進行軋制,在軋制速度為每分鐘400mm,軋制力為1550KN下，軋制時間為6秒下瞬間鈦鋁金屬表面分子相互滲透熔合，直接連續軋制出厚度為2.8-15mm的雙面鈦鋁雙金屬復合板帶。為了進一步提高鈦鋁復合板帶的強度，在鋁液流入復合區前，在鋁液中加入鋁鈦硼絲(晶粒細化劑)。鋁鈦硼絲(SX-Al-T1-B含鈦5%、含硼1%)是一種晶粒細化劑，起到改善鋁合金熔體內部組織、細化晶粒的作用。本實施例是在鋁液流槽中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲，利用鋁液的溫度使其熔化，促使鈦鋁金屬在結合的瞬間形成兩種金屬分子的相互微滲透，達到冶金復合的目的。同時，在不銹鋼板帶與鋁液復合前通過設置刷磨機等裝置對其復合面進行去氧化處理，達到冶金結合的目的。
【權利要求】
1.一種鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:將鋁錠完全熔化為鋁液 后，經靜置爐靜置、在線除氣、過濾后流入復合區，并在復合區域用熱風對軋輥與鈦板帶進行連續吹烤，使軋輥與鈦帶在復合時的溫度保持在150-300°c，并由軋機將鈦板帶與鋁液軋制出冶金復合的鈦鋁雙金屬復合板帶。
2.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:在所 述鋁液流入復合區前，在鋁液中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲。
3.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述 招液的靜置時間為12-16秒。
4.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述 鈦板帶與鋁液的接觸時間為1.3-1.6秒。
5.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述 鈦板帶與鋁液的軋制時間為6-8秒。
6.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述鈦板帶與鋁液的軋制速度為每分鐘400mm-1320mm。
7.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述鈦板帶與鋁液的軋制力為1510-1550KN。
8.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述鈦板帶與鋁液的熔合深度≥0.15mm。
9.根據權利要求1所述的鈦鋁雙金屬板帶的冶金復合工藝，其特征是:所述 鈦板帶在與鋁液復合前對其復合面進行去氧化處理。
【文檔編號】B21B1/42GK103599933SQ201310501988
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】郭紅慶, 田凱 申請人:洛陽市偉創復合材料科技有限公司, 郭紅慶