一种多层耐蚀轻质铝钛复合板的制备方法与流程

本发明属于层状复合材料制备技术领域，具体涉及一种多层耐蚀轻质铝钛复合板的制备方法。

背景技术：

层状铝钛复合板兼有铝的低比重、高导热性和钛的耐高温、耐腐蚀的特点，因此，铝-钛复合板可广泛应用于航空、航天和石油化工等领域。目前制备层状复合板的方法有固液复合、爆炸复合、热扩散复合和轧制复合。固液复合方法的成本低，复合界面的结合强度高，但用于制备铝钛复合板时，只能在钛板表面涂镀一层厚度为0.5～2mm的纯铝或铝合金，难以制备出在铝板表面复合一层薄钛层的轻质铝钛复合板；爆炸复合方法的界面结合强度高，用于制备铝钛复合板时，可以根据需要调整钛层和铝层的厚度，但爆炸复合方法的成本非常高，限制了其广泛应用；热扩散复合方法适合配合其他方法一起使用，单独使用热扩散复合方法制备铝钛复合板时，界面结合强度很低；轧制复合是一种低成本、高效率的层状复合板的制备方法，但将高强铝合金板和钛板直接组坯进行轧制时，道次变形量小，界面结合强度较低，难以制备出高性能的铝钛复合板。因此需要在现有工艺方法的基础上进行改进，开发出一种低成本、高效率、高界面结合强度的高性能层状铝钛复合板的制备方法。

本发明针对轧制复合方法制备铝钛复合板的现存问题，提供了一种“纯铝-LY12铝合金-纯铝-纯钛”多层复合板的制备方法。首先采用大变形轧制复合工艺制备“纯铝-LY12铝合金-纯铝”复合铝板，再采用大变形轧制复合工艺将复合铝板与纯钛板复合在一起，从而制备出“纯铝-LY12铝合金-纯铝-纯钛”多层复合板。在多层铝钛复合板中，外层的纯铝层和纯钛层分别在各自接触的介质中发挥耐蚀性好的性能；中间的硬铝层(LY12铝合金)起提高强度的作用；中间的纯铝层可以分别和硬铝层和纯钛层实现较好的结合，作为硬铝层和纯钛层之间过度层，可防止在大变形轧制复合加工时界面出现裂纹和开裂，提高界面结合强度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种“纯铝-LY12铝合金-纯铝-纯钛”多层复合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)纯铝板和LY12铝合金板待复合表面的表面处理：选择经过退火处理的纯铝板和LY12铝合金板，采用机械打磨的方法将纯铝板和LY12铝合金板待复合表面进行打磨，之后将板材保存在干燥环境中，并在24小时之内使用；

(2)三层铝板的铆接组坯：将三张铝板进行四边铆接组坯，组坯方式为“纯铝-LY12铝合金-纯铝”，即两块纯铝板将LY12铝合金板夹在中间；

(3)铝板热轧复合：将组好坯的一组“纯铝-LY12铝合金-纯铝”板材放入氮气保护气氛加热炉中进行加热，然后进行单道次大变形热轧复合；

(4)复合铝板的校平和切定尺寸：将热轧后“纯铝-LY12铝合金-纯铝”复合板进行校平处理，并进行切定尺寸；

(5)纯钛板的退火处理：对纯钛板进行退火处理；

(6)复合铝板和纯钛板待复合表面的表面处理：取复合铝板和经过退火处理的纯钛板，使用机械打磨的方法将复合铝板和纯钛板待复合表面进行打磨，然后将板材保存在干燥环境中，并在24小时之内使用。

(7)复合铝板和纯钛板的铆接组坯：将复合铝板和纯钛板进行四边铆接组坯，组坯方式为“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”，即纯钛层在内，铝层在外，在两张纯钛板之间涂上一层滑石粉，防止纯钛板之间的粘接；

(8)铝钛复合板轧制复合：将组好坯的一组“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”板材放入氮气保护气氛加热炉中进行加热，然后进行单道次大变形轧制复合；

(9)铝钛复合板校平：将轧制后的一组铝钛复合板拆开，对单张铝钛复合板进行校平；

(10)切定尺寸：对校平后的铝钛复合板切定尺寸，得到成品板材。

所述步骤(1)中纯铝板的厚度为0.5～1mm，LY12铝合金板的厚度为9～12mm。

所述步骤(3)中复合铝板加热温度420～460℃，保温1～5小时，道次变形量为60％～75％。

所述步骤(5)中纯钛板的厚度为0.5～1mm，退火工艺为：真空度≤1×10^-2Pa，退火温度为650～750℃，保温1～1.5小时，随炉冷却。

所述步骤(8)中铝钛复合板加热温度420～460℃，保温1～5小时，单道次大变形轧制复合的道次变形量为60％～75％。

本发明的有益效果为：①采用轧制工艺将纯铝饭、LY12铝合金板和纯钛板复合在一起，制备出多层铝钛复合板，既具有良好的耐蚀性和较高的强度，又实现了轻量化，将具有广阔的应用前景；②适合于批量生产铝钛复合板，特别是厚度为1～2mm多层铝钛复合板薄板的制备加工。

附图说明

图1为多层耐蚀轻质铝钛复合板的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种多层耐蚀轻质铝钛复合板的制备方法，下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

根据图1所示的制备工艺流程图，厚度为1mm铝钛复合板的制备步骤如下：

(1)纯铝板和LY12铝合金板待复合表面的表面处理：选择经过退火处理的纯铝板和LY12铝合金板，纯铝板规格为1050×1050×1mm,铝合金LY12板规格为1050×1050×12mm；采用机械打磨的方法将纯铝板和LY12铝合金板待复合表面进行打磨，并清理干净，打磨之后的板材在干燥的环境中保存，并在24小时之内使用；

(2)三层铝板的铆接组坯：将三张铝板进行四边铆接组坯，组坯方式为“纯铝-LY12铝合金-纯铝”，即两块纯铝板将LY12铝合金板夹在中间；

(3)铝板热轧复合：将组好坯的一组“纯铝-LY12铝合金-纯铝”板材放入氮气保护气氛加热炉中加热到460℃，保温1小时，然后进行大变形热轧复合，单道次的变形量为75％，经过轧制后，复合铝板厚度为3.5mm；

(4)复合铝板的校平和切定尺寸，对经过热轧后的“纯铝-LY12铝合金-纯铝”复合板进行校平处理，并切定尺寸为900×1000mm；

(5)纯钛板的退火处理：纯钛板的规格为900×1000×0.5mm，退火工艺为：真空度≤1×10^-2Pa，退火温度为750℃，保温1小时，随炉冷却；

(6)复合铝板和纯钛板待复合表面的表面处理：取经过退火处理的复合铝板和纯钛板，用机械打磨的方法将复合铝板和纯钛板待复合表面进行打磨，之后将板材保存在干燥环境中，并在24小时之内使用；

(7)复合铝板和纯钛板的组坯：将复合铝板和纯钛板进行四边铆接组坯，组坯方式为“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”，即纯钛层在内，铝层在外，在两张纯钛板之间涂上一层滑石粉，防止纯钛板之间的粘接；

(8)铝钛复合板轧制复合：将组好坯的一组“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”板材放入氮气保护气氛加热炉中加热至460℃，保温1小时，然后进行大变形轧制复合，单道次的变形量为75％。经过轧制后，组坯“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”的总厚度变为2mm，单张复合板厚度为1mm；

(9)铝钛复合板校平：将轧制后的一组铝钛复合板拆开，然后对单张厚度为1mm的铝钛复合板进行校平；

(10)切定尺寸，对校平后的铝钛复合板切定尺寸，得到成品板材。

实施例2

根据图1所示的制备工艺流程图，厚度为2mm铝钛复合板的制备步骤如下：

(1)纯铝板和LY12铝合金板待复合表面的表面处理：选择经过退火处理的纯铝板和LY12铝合金板，纯铝板规格为1050×1050×0.5mm,铝合金LY12板规格为1050×1050×9mm；采用机械打磨的方法将纯铝板和LY12铝合金板待复合表面进行打磨，并清理干净，打磨之后的板材在干燥的环境中保存，并在24小时之内使用；

(2)三层铝板的铆接组坯：将三张铝板进行四边铆接组坯，组坯方式为“纯铝-LY12铝合金-纯铝”，即两块纯铝板将LY12铝合金板夹在中间；

(3)铝板热轧复合：将组好坯的一组“纯铝-LY12铝合金-纯铝”板材放入氮气保护气氛加热炉中加热到420℃，保温5小时，然后进行大变形热轧复合，单道次的变形量为60％，经过轧制后，复合铝板厚度为4mm；

(4)复合铝板的校平和切定尺寸，对经过热轧后的“纯铝-LY12铝合金-纯铝”复合板进行校平处理，并切定尺寸为900×1000mm；

(5)纯钛板的退火处理：纯钛板的规格为900×1000×1mm，退火工艺为：真空度≤1×10^-2Pa，退火温度为650℃，保温1.5小时，随炉冷却；

(6)复合铝板和纯钛板待复合表面的表面处理：取经过退火处理的复合铝板和纯钛板，用机械打磨的方法将复合铝板和纯钛板待复合表面进行打磨，之后将板材保存在干燥环境中，并在24小时之内使用；

(7)复合铝板和纯钛板的组坯：将复合铝板和纯钛板进行四边铆接组坯，组坯方式为“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”，即纯钛层在内，铝层在外，在两张纯钛板之间涂上一层滑石粉，防止纯钛板之间的粘接；

(8)铝钛复合板轧制复合：将组好坯的一组“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”板材放入氮气保护气氛加热炉中加热至420℃，保温5小时，然后进行大变形轧制复合，单道次的变形量为60％。经过轧制后，组坯“复合铝板-纯钛-纯钛-复合铝板”的总厚度变为4mm，单张铝钛复合板厚度为2mm；

(9)铝钛复合板校平：将轧制后的一组铝钛复合板拆开，然后对单张厚度为2mm的铝钛复合板进行校平；

(10)切定尺寸，对校平后的铝钛复合板切定尺寸，得到成品板材。