专利名称：一种铝合金外包不锈钢复合棒材的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金外包不锈钢复合棒材的制备方法；属于金属复合加工技术领域。
背景技术：
用于核工业等军工及民用工业领域制造通气管道的铝合金/不锈钢复合棒材，要求不锈钢管与铝合金之间具有高质量的冶金结合，对于其复合界面的强度、气密性也有严格的要求。中国专利CN2485066Y提出了“一种碳钢芯不锈钢复合棒材”，即在碳钢芯棒的外面曲卷压合上一层不锈钢片。这种不锈钢复合棒和单一的碳钢棒材和不锈钢棒材比较，表面较为美观，耐腐蚀，具有较高的刚性强度，但是，界面结合强度较低、气密性差、外层厚度不均匀、表面质量难以控制。这种结构上的不足使复合棒在使用过程中界面漏气且受压后易脱落。目前金属复合棒材的制备方法主要有(1)浇铸包复法，(2)热浸涂法和电镀法，(3)轧制压接法，(4)包复焊接法(包套拉拔)，(5)静液挤压法，(6)填芯连铸复合法连续铸造法等。上述工艺方法基本上均是采用固相复合法即通过塑性变形使两金属在结合界面上形成结合点，再经扩散热处理，最终形成界面的冶金结合。存在的主要问题是由于长时间处于高温下，异种金属界面易形成脆硬的金属间化合物，结合强度和气密性都会大幅降低；此外，要求第一道次的加工率大，由于此时两金属不是一个整体以及两金属力学性能的差异，并直接与高温空气接触，便会造成外层金属管形变后厚度不均匀和表面发生氧化。
发明内容
针对上述传统方法生产复合棒存在的两金属间结合强度低、易漏气，外包层厚度不均，表面质量难以控制等问题，本发明提出一种两金属复合界面具有牢固的冶金结合、结合强度和气密性好的铝合金外包不锈钢复合棒材的制备方法。
本发明采用爆炸复合方法制备铝合金外包不锈钢复合棒材。具体技术方案为将不锈钢棒和铝合金管表面用热碱水清洗，露出新金属表面；不锈钢棒与铝合金管实行精确定位，管棒间隙0.6-4mm；在不锈钢棒外侧与制备装置圆柱套管间均匀布入炸药，药厚6-20mm，在制备装置顶盖中央垂直插入雷管，引爆炸药，实现不锈钢棒和铝合金管的复合，对爆炸复合管表面进行清洗。为了防止清洗后的铝合金氧化，利用套管或胶带对铝合金管表面保护；不锈钢棒与铝合金管在底座松装，便于复合过程中的排气。
采用本发明制备的铝合金/不锈钢复合棒，铝合金和不锈钢结合界面几乎没有熔层，因而，结合强度高、气密性优良；外包层厚度均匀，表面没有烧伤等缺陷，从根本上解决了传统方法制备复合棒界面结合强度低和界面气密性差的问题，而且制备装置简单，性能稳定，界面强度和气密性均能满足要求，适用于核工业以及其它军/民用工业领域应用的复合棒材。
图1引爆装配示意图。
具体实施例方式
实施例1对不锈钢棒5和铝合金管6的表面用热碱水清洗，露出新金属表面，再分别用清水清洗；将不锈钢棒5插入底座7的中央凸台中，铝合金管6装入底座7的环形槽中，二者与底座皆应松装，在不锈钢棒5和铝合金管6的上端安上顶帽4，从而实现不锈钢棒5和铝合金管6的精确定位，管棒间隙0.6-4mm；在装置的套筒3内均匀的布入炸药，药厚6-20mm，在复合装置顶盖2中央垂直插入雷管1；引爆雷管，实现不锈钢棒和铝合金管的复合；对爆炸复合管表面进行简单清洗；上述底座7是置于松土基上。(见附图)以HR-2抗氢不锈钢棒为钢芯，钢棒直径为6mm；以LD5铝合金管为覆管，外径18mm，内径10mm；对它们表面用热碱水清洗，露出新金属表面，再分别用清水清洗；然后按照附图进行装配将HR-2抗氢不锈钢棒插入底座的中央凸台中，LD5铝合金管装入底座的环形槽中，二者与底座皆应松装，在HR-2和LD5的上端安上顶帽，从而实现HR-2和LD5的精确定位，管棒间隙0.6mm；在装置的套筒内均匀的布入炸药，炸药为硝酸铵/NaCl，药厚8mm，在复合装置顶盖中央垂直插入雷管；将装置置于松土台上；引爆雷管，实现HR-2和LD5的复合；对爆炸复合管表面进行简单清洗得到成品。该成品性能稳定，界面分离强度高达110MPa以上，氦检漏率≤1×10-9Pa·m3/s。
权利要求
1.一种铝合金外包不锈钢复合棒材的制备方法，其特征在于(1)不锈钢棒和铝合金管表面用热碱水清洗，露出新金属表面；(2)不锈钢棒与铝合金管实行精确定位，不锈钢棒与铝合金管在底座松装，便于复合过程中的排气，管棒间隙0.6-4mm；(3)在不锈钢棒外侧与制备装置圆柱套管间均匀布入炸药，药厚6-30mm，在制备装置顶盖中央垂直插入雷管，引爆炸药；(4)对爆炸复合管表面进行清洗。
全文摘要
一种铝合金外包不锈钢复合棒材的制备方法。将不锈钢棒和铝合金管表面用热碱水清洗，露出新金属表面；不锈钢棒与铝合金管实行精确定位，管棒间隙0.6－4mm；在不锈钢棒外侧与制备装置圆柱套管间均匀布入炸药，在制备装置顶盖中央垂直插入雷管，引爆炸药。采用本发明制备的铝合金/不锈钢复合棒，铝合金和不锈钢结合界面几乎没有熔层，结合强度高、气密性优良；外包层厚度均匀，表面没有烧伤等缺陷。从根本上解决了传统方法制备复合棒界面结合强度低和界面气密性差的问题，适用于核工业以及其它军/民用工业领域应用的复合棒材。
文档编号B21D26/00GK1872443SQ200510031649
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者杨扬, 汪冰峰, 刘助斌 申请人:中南大学