權(quán)利要求

1.鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： S1、分別將5052鋁合金、1060鋁合金及AZ31鎂合金進(jìn)行均勻化熱處理； S2、將熱處理后的所述5052鋁合金、1060鋁合金及AZ31鎂合金進(jìn)行打磨，使打磨后的各合金表面無氧化層； S3、將打磨后的所述各合金進(jìn)行疊放組合，疊放順序從下到上為：5052鋁合金、1060鋁合金、AZ31鎂合金、1060鋁合金、5052鋁合金，并固定組合后板材的入口端和兩側(cè)邊； S4、將固定后的所述板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，并保溫； S5、將經(jīng)步驟S4保溫后的板材進(jìn)行熱軋，第一道次壓下量在50-57％；第二道次壓下量在42-45％； S6、將S5步驟得到的板材進(jìn)行擴(kuò)散熱處理，得到鋁鎂復(fù)合板材。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，兩種鋁合金按照500-550℃保溫4-6小時(shí)完成均勻化熱處理，所述鎂合金按照350-420℃保溫3-5小時(shí)完成均勻化熱處理，其中升溫速率均按2-4℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，選用的材料中5052鋁合金及1060鋁合金厚度為0.5-1.0mm，選用的AZ31鎂合金厚度為1mm。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，組合后板材的入口端和兩邊用鉚釘進(jìn)行鉚接固定。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S4的加熱溫度控制在250-300℃，保溫時(shí)間為2-4小時(shí)。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中，三種合金組合后板材總厚度為4.0-4.5mm，在軋制過程中，第一道次由4.0-4.5mm壓至1.8-2.5mm，第二道次由1.8-2.5mm壓至1.0mm。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中，在軋制過程中溫度控制在200-260℃。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S6中，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180-250℃，處理時(shí)間為6-8小時(shí)。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，其特征在于，所述步驟S6中，擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1-5噸的壓力。 10.鋁鎂復(fù)合板材，其特征在于，是由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制得。

說明書

鋁鎂復(fù)合板材及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料的制備，特別涉及鋁鎂復(fù)合板材及其制備方法。

背景技術(shù)

自從層狀金屬?gòu)?fù)合材料問世之后，各國(guó)學(xué)者進(jìn)行了大量的關(guān)于金屬?gòu)?fù)合機(jī)制的研究，具有代表性的金屬固相復(fù)合理論，其中包括機(jī)械嚙合理論、金屬鍵理論、能量理論、薄膜理論、位錯(cuò)理論、擴(kuò)散理論、再結(jié)晶理論、三階段理論以及Bay N理論等，開發(fā)出噴射沉、反向凝、釬焊復(fù)合、粉末冶金等技術(shù)。隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展、輕質(zhì)合金在汽車輕量化應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)的不斷凸顯，鋁鎂層狀復(fù)合材料得到了廣泛地運(yùn)用，鋁鎂金屬層合板的推廣對(duì)解決當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)、輕量化等問題具有重要意義。

隨著市場(chǎng)上鋁鎂層狀復(fù)合板材需求量的不斷增長(zhǎng)，其鋁鎂復(fù)合板材的制備技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前，金屬層合板材的制備方法主要有噴射沉積、擠壓法、軋制法、爆炸法和擴(kuò)散焊接法等。鋁鎂層狀復(fù)合板材綜合了密度小、比強(qiáng)度高、表面抗腐蝕性強(qiáng)的特性，具有單一金屬所不具備的物理化學(xué)性能。

從目前的研究現(xiàn)狀來看，采用噴射沉、反向凝、釬焊復(fù)合等技術(shù)路線存在環(huán)境要求高，工藝復(fù)雜的問題，無法保證材料之間均勻良好的冶金結(jié)合。采用粉末冶金法制備的層狀復(fù)合材料，雖然其界面結(jié)合強(qiáng)度較鑄態(tài)的高，但是其基體強(qiáng)度和耐熱性相對(duì)較弱，工藝環(huán)境要求高，很難滿足。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了全新的低密度、高熱導(dǎo)率、高結(jié)合強(qiáng)度的鎂鋁合金復(fù)合板材，同時(shí)該復(fù)合材料又具備鋁合金表面處理質(zhì)量好的特性，具有較高的使用價(jià)值。

本發(fā)明具體的技術(shù)方案為一種鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，包括如下步驟：

S1、分別將5052鋁合金、1060鋁合金及AZ31鎂合金進(jìn)行均勻化熱處理；

S2、將熱處理后的所述5052鋁合金、1060鋁合金及AZ31鎂合金進(jìn)行打磨，使打磨后的各合金表面無氧化層、能出現(xiàn)金屬光澤；

S3、將打磨后的所述各合金進(jìn)行疊放組合，疊放順序從下到上為：5052鋁合金、1060鋁合金、AZ31鎂合金、1060鋁合金、5052鋁合金，并固定組合后板材的入口端和兩側(cè)邊；

S4、將固定后的所述板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，并保溫；

S5、將經(jīng)步驟S4保溫后的板材進(jìn)行熱軋，第一道次壓下量在50-57％；第二道次壓下量在42-45％；

S6、將S5步驟得到的板材進(jìn)行擴(kuò)散熱處理，得到鋁鎂復(fù)合板材。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中，鋁合金按照500-550℃保溫4-6小時(shí)完成均勻化熱處理，所述鎂合金按照350-420℃保溫3-5小時(shí)完成熱處理，其中升溫速率兩種金屬均按2-4℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中，選用的材料中5052鋁合金及1060鋁合金厚度為0.5-1.0mm，所述AZ31鎂合金厚度為1mm。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，組合后板材的入口端和兩邊用鉚釘進(jìn)行鉚接固。

入口端是指后續(xù)軋制步驟中先入軋機(jī)的一端，因?yàn)槿肟诙嗽谲堉七^程中容易開裂所以需要先進(jìn)行固定；所述兩側(cè)邊是指組合后板材與入口端相鄰的兩邊，即平行于軋制輸送方向的兩條邊。

進(jìn)一步地，所述步驟S5中，三種合金組合后板材總厚度為4.0-4.5mm，在軋制過程中，第一道次由4.0-4.5mm壓至1.8-2.5mm，第二道次由1.8-2.5mm壓至1.0mm。

進(jìn)一步地，所述步驟S4中，加熱溫度控制在250-300℃，處理時(shí)間為2-4小時(shí)。

進(jìn)一步地，所述步驟S5中，在軋制過程中溫度控制在200-260℃。在略低的溫度下保溫軋制主要是為不降低整體材料強(qiáng)度，同時(shí)去除軋制過程的內(nèi)應(yīng)力，此外在該溫度下實(shí)現(xiàn)不同金屬間原子層的擴(kuò)散，使異種材料之間結(jié)合力更強(qiáng)。

進(jìn)一步地，所述步驟S6中，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180-250℃，保溫時(shí)間為6-8小時(shí)。

進(jìn)一步地，所述步驟S6中，擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1-5噸的壓力。

本發(fā)明還提供一種鋁鎂復(fù)合板材，是由權(quán)利要求1-9所述的制備方法制得；該復(fù)合板材的密度可控制在1.9g/mm 3以下。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用合理的壓延技術(shù)，在軋制過程中，鎂合金與5052鋁合金之間夾有一層1060鋁合金，5052鋁合金和鎂合金均屬?gòu)?qiáng)度較高的合金，在實(shí)際生產(chǎn)過程中很難結(jié)合，所以采用一層1060鋁合金層進(jìn)行過渡，利用1060鋁合金的結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)異種金屬的冶金結(jié)合，改善了鎂合金與5052鋁合金之間的結(jié)合強(qiáng)度，保證兩金屬在較大的壓下量的條件下，鎂鋁層之間結(jié)合緊密不分層。成品因表面附著有一層鋁合金，其顯示出鋁合金特有的表面處理能力(即不易氧化，較好的表面處理效果)，同時(shí)復(fù)合板材的密度控制在1.9g/mm 3以下，體現(xiàn)出金屬鎂合金極輕的特性。

采用熱處理，使得材料組織更均勻，并使其強(qiáng)度下降，能更好調(diào)控金屬的塑性變形能力，從而使軋制后材料之間結(jié)合得更緊密。

本發(fā)明采用軋制工藝實(shí)現(xiàn)制備，工藝簡(jiǎn)單，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求低，所得產(chǎn)品為冶金結(jié)合，抗拉強(qiáng)度和耐熱性高，生產(chǎn)厚度在0.5-10mm的板材均可使用本方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明軋制前材料疊放方式示意圖。

附圖說明：1-5052鋁合金層，2-1060鋁合金層，3-AZ31鎂合金層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

本發(fā)明的目的是提供一種鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，制備出一種以鎂合金為夾層的鎂鋁合金復(fù)合板材，適用于中高強(qiáng)度、延伸率、低密度、高熱導(dǎo)率的鋁鎂合金復(fù)合板帶材的制備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)施例采用下述技術(shù)方案：

在復(fù)合板材中制備過程中，鋁板分為兩種，第一種為常規(guī)的5052鋁合金，其成分(質(zhì)量百分比)為：Si:0.15％；Fe:0.35％；Cu:0.05％；Mn:0.05％；Mg:2.5％；Cr:0.25％；Zn：0.1％，余量為Al。第二種為常規(guī)的1060鋁合金，Si:0.15％；Fe:0.30％；Cu:0.02％；Mn:0.02％；Mg:0.02％；Zn：0.03％，余量為Al。

復(fù)合材料中芯部的鎂合金采用AZ31B合金，其成分(質(zhì)量百分比)為Al:3％，Si:0.03％，Ca:0.02，Zn:1％，Mn:0.8％，F(xiàn)e:0.002％，Cu:0.005％，Ni:0.0008％，余量為Mg。

上述鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，按順序依次包括均勻化熱處理→接觸界面打磨→疊放鉚接→預(yù)熱→熱軋→擴(kuò)散熱處理五個(gè)步驟。

均勻化熱處理：鋁合金5052和鋁合金1060均勻化熱處理工藝按照500℃保溫4小時(shí)控制；中間夾層使用AZ31鎂合金，鎂合金均勻化熱處理工藝按照420℃保溫3小時(shí)控制。其中升溫速率兩種金屬均按3℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。

接觸面打磨：用100目的砂輪或砂紙將鋁鎂合金的接觸面進(jìn)行打磨，打磨后的板材表面無氧化層、無污漬、能出現(xiàn)金屬光澤。

疊放鉚接：將材料進(jìn)行疊放，其疊放順序從下到上為，5052鋁合金(厚度為1mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→AZ31鎂合金(厚度為1mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→5052鋁合金(厚度為1mm)，其中鎂合金保持在中間，金屬接觸面均進(jìn)行打磨處理，將板材的入口端和兩側(cè)邊部打上鉚釘。

預(yù)熱：將鉚接好的板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，其加熱溫度控制在300℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫結(jié)束后立即取出進(jìn)行熱軋。

熱軋：軋制壓下量按照以下工藝進(jìn)行控制，第一道次由4.0mm壓至1.8mm，確保壓下量在57％；第二道次由1.8mm壓至1.0mm，確保壓下量在42％，在軋制過程中軋件溫度控制在250℃。

擴(kuò)散熱處理：軋制完成之后，復(fù)合板材經(jīng)過擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)。擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1.5噸的壓力。

實(shí)施例2

本發(fā)明的目的是為了克服鎂合金易氧化、表面處理性能不足的特性，提供一種鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，發(fā)明出一種以鎂合金為夾層的鎂鋁合金復(fù)合板材，適用于中高強(qiáng)度、延伸率、低密度、高熱導(dǎo)率的鋁鎂合金復(fù)合板帶材的制備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

在復(fù)合板材中制備過程中，鋁板分為兩種，第一種為常規(guī)的5052鋁合金，其成分(質(zhì)量百分比)為：Si:0.15％；Fe:0.35％；Cu:0.05％；Mn:0.05％；Mg:2.5％；Cr:0.25％；Zn：0.1％，余量為Al。第二種為常規(guī)的1060鋁合金，Si:0.15％；Fe:0.30％；Cu:0.02％；Mn:0.02％；Mg:0.02％；Zn：0.03％，余量為Al。

復(fù)合材料中芯部的鎂合金采用AZ31B合金，其成分(質(zhì)量百分比)為Al:3％，Si:0.03％，Ca:0.02，Zn:1％，Mn:0.8％，F(xiàn)e:0.002％，Cu:0.005％，Ni:0.0008％，余量為Mg。

上述鋁鎂復(fù)合材料的制備方法，包括均勻化熱處理→接觸界面打磨→疊放鉚接→預(yù)熱→熱軋→擴(kuò)散熱處理五個(gè)步驟。

均勻化熱處理：鋁合金5052和鋁合金1060均勻化熱處理工藝按照550℃保溫4小時(shí)控制；中間夾層使用AZ31鎂合金，鎂合金均勻化熱處理工藝按照350℃保溫3小時(shí)控制。其中升溫速率兩種金屬均按3℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。

接觸面打磨：用100目的砂輪或砂紙將鋁鎂合金的接觸面進(jìn)行打磨，打磨后的板材表面無氧化層、無污漬、能出現(xiàn)金屬光澤。

疊放鉚接：將材料進(jìn)行疊放，其疊放順序從下到上為，5052鋁合金(厚度為0.5mm)→1060鋁合金(厚度為1mm)→AZ31鎂合金(厚度為1mm)→1060鋁合金(厚度為1mm)→5052鋁合金(厚度為0.5mm)，其中鎂合金保持在中間，金屬接觸面均進(jìn)行打磨處理，將板材的入口端和兩側(cè)邊部打上鉚釘。

預(yù)熱：將鉚接好的板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，其加熱溫度控制在300℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫結(jié)束后立即取出進(jìn)行熱軋。

熱軋：軋制壓下量按照以下工藝進(jìn)行控制，第一道次由4.0mm壓至1.8mm，確保壓下量在55％；第二道次由1.8mm壓至1.0mm，確保壓下量在40％，在軋制過程中軋件溫度控制在250℃。

擴(kuò)散熱處理：軋制完成之后，復(fù)合板材經(jīng)過擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)。擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1.5噸的壓力。

實(shí)施例3

本發(fā)明的目的是為了克服鎂合金易氧化、表面處理性能不足的特性，提供一種鋁鎂復(fù)合板材的制備方法，發(fā)明出一種以鎂合金為夾層的鎂鋁合金復(fù)合板材，適用于中高強(qiáng)度、延伸率、低密度、高熱導(dǎo)率的鋁鎂合金復(fù)合板帶材的制備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

在復(fù)合板材中制備過程中，鋁板分為兩種，第一種為常規(guī)的5052鋁合金，其成分(質(zhì)量百分比)為：Si:0.15％；Fe:0.35％；Cu:0.05％；Mn:0.05％；Mg:2.5％；Cr:0.25％；Zn：0.1％，余量為Al。第二種為常規(guī)的1060鋁合金，Si:0.15％；Fe:0.30％；Cu:0.02％；Mn:0.02％；Mg:0.02％；Zn：0.03％，余量為Al。

復(fù)合材料中芯部的鎂合金采用AZ31B合金，其成分(質(zhì)量百分比)為Al:3.0％，Si:0.03％，Ca:0.02，Zn:1％，Mn:0.8％，F(xiàn)e:0.002％，Cu:0.005％，Ni:0.0008％，余量為Mg。

上述鋁鎂復(fù)合材料的制備方法，包括均勻化熱處理→接觸界面打磨→疊放鉚接→預(yù)熱→熱軋→擴(kuò)散熱處理五個(gè)步驟。

均勻化熱處理：鋁合金5052和鋁合金1060均勻化熱處理工藝按照530℃保溫4小時(shí)控制；中間夾層使用AZ31鎂合金，鎂合金均勻化熱處理工藝按照370℃保溫3小時(shí)控制。其中升溫速率兩種金屬均按4℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。

接觸面打磨：用100目的砂輪或砂紙將鋁鎂合金的接觸面進(jìn)行打磨，打磨后的板材表面無氧化層、無污漬、能出現(xiàn)金屬光澤。

疊放鉚接：將材料進(jìn)行疊放，其疊放順序從下到上為，5052鋁合金(厚度為1mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→AZ31鎂合金(厚度為0.7mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→5052鋁合金(厚度為1mm)，其中鎂合金保持在中間，金屬接觸面均進(jìn)行打磨處理，將板材的入口端和兩側(cè)邊部打上鉚釘。

預(yù)熱：將鉚接好的板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，其加熱溫度控制在300℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫結(jié)束后立即取出進(jìn)行熱軋。

熱軋：軋制壓下量按照以下工藝進(jìn)行控制，第一道次由3.7mm壓至1.85mm，確保壓下量在50％；第二道次由1.85mm壓至1mm，確保壓下量在45％，在軋制過程中軋件溫度控制在270℃。

擴(kuò)散熱處理：軋制完成之后，復(fù)合板材經(jīng)過擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)。擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1.5噸的壓力。

對(duì)比例1

復(fù)合板材制備過程中，鋁板分為兩種，第一種為常規(guī)的5052鋁合金，其成分(質(zhì)量百分比)為：Si:0.15％；Fe:0.35％；Cu:0.05％；Mn:0.05％；Mg:2.5％；Cr:0.25％；Zn：0.1％，余量為Al。第二種為常規(guī)的1060鋁合金，Si:0.15％；Fe:0.30％；Cu:0.02％；Mn:0.02％；Mg:0.02％；Zn：0.03％，余量為Al。

復(fù)合材料中芯部的鎂合金采用AZ31B合金，其成分(質(zhì)量百分比)為Al:3.0％，Si:0.03％，Ca:0.02，Zn:1％，Mn:0.8％，F(xiàn)e:0.002％，Cu:0.005％，Ni:0.0008％，余量為Mg。

上述鋁鎂復(fù)合材料的制備方法，包括接觸界面打磨→疊放鉚接→預(yù)熱→熱軋→擴(kuò)散熱處理四個(gè)步驟。

接觸面打磨：用100目的砂輪或砂紙將鋁鎂合金的接觸面進(jìn)行打磨，打磨后的板材表面無氧化層、無污漬、能出現(xiàn)金屬光澤。

疊放鉚接：將材料進(jìn)行疊放，其疊放順序從下到上為，5052鋁合金(厚度為1mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→AZ31鎂合金(厚度為0.7mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→5052鋁合金(厚度為1mm)，其中鎂合金保持在中間，金屬接觸面均進(jìn)行打磨處理，將板材的入口端和兩側(cè)邊部打上鉚釘。

預(yù)熱：將鉚接好的板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，其加熱溫度控制在300℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫結(jié)束后立即取出進(jìn)行熱軋。

熱軋：軋制壓下量按照以下工藝進(jìn)行控制，第一道次由3.7mm壓至1.85mm，確保壓下量在50％；第二道次由1.85mm壓至0.83mm，確保壓下量在45％，在軋制過程中軋件溫度控制在270℃。

擴(kuò)散熱處理：軋制完成之后，復(fù)合板材經(jīng)過擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)。擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1.5噸的壓力。

對(duì)比例2

復(fù)合板材制備過程中，鋁板為常規(guī)的5052鋁合金，其成分(質(zhì)量百分比)為：Si:0.15％；Fe:0.35％；Cu:0.05％；Mn:0.05％；Mg:2.5％；Cr:0.25％；Zn：0.1％，余量為Al。復(fù)合材料中芯部的鎂合金采用AZ31B合金，其成分(質(zhì)量百分比)為Al:3.0％，Si:0.03％，Ca:0.02，Zn:1％，Mn:0.8％，F(xiàn)e:0.002％，Cu:0.005％，Ni:0.0008％，余量為Mg。

上述鋁鎂復(fù)合材料的制備方法，包括均勻化熱處理→接觸界面打磨→疊放鉚接→預(yù)熱→熱軋→擴(kuò)散熱處理五個(gè)步驟。

均勻化熱處理：鋁合金5052均勻化熱處理工藝按照530℃保溫4小時(shí)控制；中間夾層使用AZ31鎂合金，鎂合金均勻化熱處理工藝按照370℃保溫3小時(shí)控制。其中升溫速率兩種金屬均按4℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。

接觸面打磨：用100目的砂輪或砂紙將鋁鎂合金的接觸面進(jìn)行打磨，打磨后的板材表面無氧化層、無污漬、能出現(xiàn)金屬光澤。

疊放鉚接：將材料進(jìn)行疊放，其疊放順序從下到上為，5052鋁合金(厚度為1mm)→AZ31鎂合金(厚度為0.7mm)→5052鋁合金(厚度為1mm)，其中鎂合金保持在中間，金屬接觸面均進(jìn)行打磨處理，將板材的入口端和兩側(cè)邊部打上鉚釘。

預(yù)熱：將鉚接好的板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，其加熱溫度控制在300℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫結(jié)束后立即取出進(jìn)行熱軋。

熱軋：軋制壓下量按照以下工藝進(jìn)行控制，第一道次由3.7mm壓至1.85mm，確保壓下量在50％；第二道次由1.85mm壓至1mm，確保壓下量在45％，在軋制過程中軋件溫度控制在270℃。

擴(kuò)散熱處理：軋制完成之后，復(fù)合板材經(jīng)過擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)。擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1.5噸的壓力。

對(duì)比例3

復(fù)合板材制備過程中，鋁板分為兩種，第一種為常規(guī)的5052鋁合金，其成分(質(zhì)量百分比)為：Si:0.15％；Fe:0.35％；Cu:0.05％；Mn:0.05％；Mg:2.5％；Cr:0.25％；Zn：0.1％，余量為Al。第二種為常規(guī)的1060鋁合金，Si:0.15％；Fe:0.30％；Cu:0.02％；Mn:0.02％；Mg:0.02％；Zn：0.03％，余量為Al。

復(fù)合材料中芯部的鎂合金采用AZ31B合金，其成分(質(zhì)量百分比)為Al:3.0％，Si:0.03％，Ca:0.02，Zn:1％，Mn:0.8％，F(xiàn)e:0.002％，Cu:0.005％，Ni:0.0008％，余量為Mg。

上述鋁鎂復(fù)合材料的制備方法，包括均勻化熱處理→接觸界面打磨→疊放鉚接→預(yù)熱→熱軋→擴(kuò)散熱處理五個(gè)步驟。

均勻化熱處理：鋁合金5052和鋁合金1060均勻化熱處理工藝按照530℃保溫4小時(shí)控制；中間夾層使用AZ31鎂合金，鎂合金均勻化熱處理工藝按照370℃保溫3小時(shí)控制。其中升溫速率兩種金屬均按4℃/分鐘控制，保溫結(jié)束后均隨爐冷卻至室溫。

接觸面打磨：用100目的砂輪或砂紙將鋁鎂合金的接觸面進(jìn)行打磨，打磨后的板材表面無氧化層、無污漬、能出現(xiàn)金屬光澤。

疊放鉚接：將材料進(jìn)行疊放，其疊放順序從下到上為，5052鋁合金(厚度為1mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→AZ31鎂合金(厚度為0.7mm)→1060鋁合金(厚度為0.5mm)→5052鋁合金(厚度為1mm)，其中鎂合金保持在中間，金屬接觸面均進(jìn)行打磨處理，將板材的入口端和兩側(cè)邊部打上鉚釘。

預(yù)熱：將鉚接好的板材放至加熱爐中進(jìn)行加熱，其加熱溫度控制在300℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，保溫結(jié)束后立即取出進(jìn)行熱軋。

熱軋：軋制壓下量按照以下工藝進(jìn)行控制，第一道次由3.7mm壓至1.9mm，確保壓下量在48％；第二道次由1.9mm壓至1.2mm，確保壓下量在35％，在軋制過程中軋件溫度控制在270℃。

擴(kuò)散熱處理：軋制完成之后，復(fù)合板材經(jīng)過擴(kuò)散熱處理，擴(kuò)散熱處理溫度控制在180℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)。擴(kuò)散熱處理時(shí)，需要在平板上壓平并且施加1.5噸的壓力。

對(duì)實(shí)施例1-3及對(duì)比例1-3制得的板材進(jìn)行性能測(cè)試：

(1)拉伸性能測(cè)試，按照國(guó)標(biāo)GB/T 228-2010，進(jìn)行拉伸測(cè)試分析；

(2)剪切強(qiáng)度測(cè)試，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6396，并結(jié)合復(fù)合板材的特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試；

(3)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，按照國(guó)標(biāo)GB/T 22588-2008進(jìn)行制樣及測(cè)試分析。

測(cè)試所得數(shù)據(jù)如表1所示：

表1

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，相較于實(shí)施例3，對(duì)比例1的合金材料未進(jìn)行均勻化熱處理，對(duì)比例2軋制過程的壓下量未采用本發(fā)明方案的控制范圍，最終由對(duì)比例1和2所制得的板材的強(qiáng)度低于本發(fā)明實(shí)施例3制備的板材強(qiáng)度，證明本發(fā)明方法對(duì)合金材料的均勻化熱處理和對(duì)軋制壓下量的控制能很好的改善合金之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高了板材產(chǎn)品的力學(xué)性能。

而對(duì)比例2未使用1060鋁合金進(jìn)行過渡，直接用5052鋁合金和AZ31鎂合金疊放軋制，結(jié)果板材在軋制過程中直接裂開，兩種合金不能有效結(jié)合，實(shí)施例3則采用一層1060鋁合金層進(jìn)行過渡，利用1060鋁合金的結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了兩種強(qiáng)度較高的合金金屬間的冶金結(jié)合。

且由本發(fā)明方法制備的合金復(fù)合板材的密度能控制在1.9g/mm 3以下，體現(xiàn)出金屬鎂合金極輕的特性。

鋁鎂復(fù)合板材及其制備方法.pdf