本实用新型属于材料制备技术领域，涉及一种层状金属复合板材制备装置。
背景技术：
随着现代国防科技、航天航空、汽车电子等科学技术和现代工业的发展，单一的金属或合金已很难完全满足现代化生产和更为复杂的服役条件对材料综合性能的需要。层状金属复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固冶金结合而制备的一种新型复合材料。
层状金属复合材料的制备方法繁多，主要有轧制复合法、爆炸焊接法、自蔓延高温合成焊接法、双结晶器充型连铸法、双流浇注连续铸造法等。根据复合方式的不同，这些制备方法大体上可以分为三类“固一固”相复合法、“固一液”相复合法、“液一液”相复合法。目前，金属层状板材复合大多采用单一方式进行，如爆炸复合或轧制复合后直接加工成零件。采用单一复合手段能获得一定性能的复合板材，但很少有连续采用两类及两类以上手段对所制备的板材进行处理来提高复合板材的性能，这在一定程度上限制了复合板材的应用范围。单一方法制备的基本是板材，还需要进行后续的加工或其他成型方法制备零件，而绝大部分复合板材采用压力成形时需要对板材进行加热以增大其成形性能，这在一定程度上浪费资源，造成成本升高。
用固/液或轧制法制备复合板材，必须对处于固态的板材进行除锈除油处理。常用的除锈方法有喷砂处理、手工打磨、强酸清洗等，喷砂处理会出现除锈不均匀不彻底，且设备的成本高；手工清理能达到除锈的目的，但效率低、劳动强度大；强酸等化学除锈的方法一般要将板材浸泡在除锈液中，浸泡一段时间后取出，这种方法能达到除锈目的，但会造成除锈剂浪费，并在一定程度的污染环境。上述除锈方法在工业应用上存在一定的缺陷。
技术实现要素：
为实现上述目的，本实用新型提供一种层状金属复合板材制备装置，解决了现有技术中金属层状板材复合单一、常用的除锈方法造成除锈剂的浪费的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，层状金属复合板材制备装置，包括前处理装置、烘干及浸渗装置和辊锻装置，三者依次通过传动辊子相连接；
所述前处理装置，由依次设置的除锈工位、除油工位和水洗工位组成，所述除锈工位由矩形钢刷组成，矩形钢刷前方设有多个除锈剂斜喷嘴，矩形钢刷下方设有多个除锈剂直喷嘴；所述除油工位由矩形毛刷组成，矩形毛刷前方设有多个除油斜喷嘴，矩形毛刷下方设有多个除油直喷嘴；所述水洗工位由毛刷组成，毛刷下方设有热水喷头；
所述烘干及浸渗装置由依次连接的烘干装置和浸渗装置组成，所述浸渗装置四周设有加热装置，浸渗装置顶部设有盖板，浸渗装置内部设有保温坩埚，耐火砖设于浸渗装置底部并与保温坩埚相连接，保温坩埚上方设有坩埚盖，保温坩埚左右两侧设有开口，该开口处的位置设置有耐高温密封圈，保温坩埚内部装有覆材液态金属，保温坩埚右侧设有挡板，挡板上设置有开口，挡板的开口上设有活动刮板，挡板焊接于浸渗装置的底板上，浸渗装置右侧靠近挡板的底板上设有开口；
所述加热装置的侧壁上设置有开口，加热装置的开口、保温坩埚的开口、挡板上的开口高度设置在一条水平轴线上；
所述辊锻装置由滚轮和模具组成，模具设于滚轮上。
进一步的，所述除锈剂斜喷嘴的喷嘴向进料方向倾斜，倾斜角度为30°～60°；
所述除锈剂直喷嘴分两排均匀安装在矩形钢刷下面，除锈剂直喷嘴的伸出长度低于矩形钢刷的面10mm；
所述除油斜喷嘴的喷嘴向进料方倾斜，倾斜角度为30°～60°；
所述除油直喷嘴分两排均匀安装在矩形毛刷下面，除油直喷嘴的伸出长度低于矩形毛刷的面20mm；
所述热水喷头分两排均匀安装在毛刷下面，热水喷头的伸出长度低于毛刷的面20mm，热水喷头采用旋转喷水头。
进一步的，所述活动刮板材质采用耐500℃高温的金属或陶瓷；
所述保温坩埚的材质为陶瓷或者石墨。
进一步的，所述挡板开口的宽度比母材宽，二者之差不超过10mm。
进一步的，所述保温坩埚侧壁与挡板之间距离20mm。
进一步的，所述母材和覆材熔点相差在200℃以上，母材为钛、不锈钢、铜中的任意一种，覆材为镁、铝、铜中的任意一种。
本实用新型的有益效果是，层状金属复合板材的结合界面间存在冶金结合；采用层状金属复合板材制备装置，可以制备两种及两种以上金属构成层状金属复合板材及其零件，并且采用该装置与其使用方法，易于实现工业化批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是层状金属复合板材制备装置图；
图2是浸渗装置图；
图3是辊锻装置图。
图中，1.前处理装置，1-1.除锈工位，1-2.除油工位，1-3.水洗工位，1-1-1.矩形钢刷，1-1-2.除锈剂斜喷嘴，1-1-3.除锈剂直喷嘴，1-2-1.矩形毛刷，1-2-2.除油斜喷嘴，1-2-3.除油直喷嘴，1-3-1.毛刷，1-3-2.热水喷头，2.烘干及浸渗装置，2-1.烘干装置，2-2.浸渗装置，2-2-1.加热装置，2-2-2.保温坩埚，2-2-3.坩埚盖，2-2-4.耐高温密封圈，2-2-5.覆材液态金属，2-2-6.挡板，2-2-7.活动刮板，2-2-8.盖板，2-2-9.耐火砖，3.辊锻装置，3-1.滚轮，3-2.模具，4.传动辊子。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
层状金属复合板材制备装置，如图1所示，包括前处理装置1、烘干及浸渗装置2、辊锻装置3以及传动辊子4。
其中，如图1所示，层状金属复合板材制备装置中的前处理装置1、烘干及浸渗装置2和辊锻装置3，三者依次通过传动辊子4相连接；
前处理装置1中，由依次设置的除锈工位1-1、除油工位1-2和水洗工位1-3组成，除锈工位1-1由矩形钢刷1-1-1组成，矩形钢刷1-1-1前方设有多个除锈剂斜喷嘴1-1-2，矩形钢刷1-1-1下方设有多个除锈剂直喷嘴1-1-3；除油工位1-2由矩形毛刷1-2-1组成，矩形毛刷1-2-1前方设有多个除油斜喷嘴1-2-2，矩形毛刷1-2-1下方设有多个除油直喷嘴1-2-3；水洗工位1-3由毛刷1-3-1组成，毛刷1-3-1下方设有热水喷头1-3-2；
烘干及浸渗装置2由依次连接的烘干装置2-1和浸渗装置2-2依次连接，浸渗装置2-2如图2所示，浸渗装置2-2四周设有加热装置2-2-1，浸渗装置2-2顶部设有盖板2-2-8，浸渗装置2-2内部设有保温坩埚2-2-2，耐火砖2-2-9设于浸渗装置2-2底部并与保温坩埚2-2-2相连接，保温坩埚2-2-2上方设有坩埚盖2-2-3，保温坩埚2-2-2左右两侧设有开口，该开口的位置设置有耐高温密封圈2-2-4，保温坩埚2-2-2内部装有覆材液态金属2-2-5，保温坩埚2-2-2右侧设有挡板2-2-6，挡板2-2-6的开口上设有活动刮板2-2-7，挡板2-2-6焊接于浸渗装置2-2的底板上，浸渗装置2-2右侧靠近挡板2-2-6的底板上设有开口；
加热装置2-2-1的侧壁上设置有开口，加热装置2-2-1的开口、保温坩埚2-2-2的开口、挡板2-2-6上的开口高度设置在一条水平轴线上；
辊锻装置3由滚轮3-1和模具3-2组成，模具3-2设于滚轮3-1上，如图3所示。
矩形钢刷1-1-1前方设有多个除锈剂斜喷嘴1-1-2，除锈剂斜喷嘴1-1-2均匀排列在矩形钢刷1-1-1前方，除锈剂斜喷嘴1-1-2的喷嘴向进料方倾斜，倾斜角度为30°～60°，除锈剂直喷嘴1-1-3分两排均匀安装在矩形钢刷1-1-1下面，除锈剂直喷嘴1-1-3的伸出长度低于矩形钢刷1-1-1的面10mm，除锈剂斜喷嘴1-1-2和除锈剂直喷嘴1-1-3的个数依据具体母材表面的氧化物而定；矩形毛刷1-2-1前方设有多个除油斜喷嘴1-2-2，除油斜喷嘴1-2-2均匀排列在矩形毛刷1-2-1前方，除油斜喷嘴1-2-2的喷嘴向进料方倾斜，倾斜角度为30°～60°，除油直喷嘴1-2-3分两排均匀安装在矩形毛刷1-2-1下面，除油直喷嘴1-2-3的伸出长度低于矩形毛刷1-2-1的面20mm，除油斜喷嘴1-2-2和除油直喷嘴1-2-3的个数依据具体母材表面油污的量而定；热水喷头1-3-2分两排均匀安装在毛刷1-3-1下面，热水喷头1-3-2的伸出长度低于毛刷1-3-1的面20mm，热水喷头1-3-2采用旋转喷水头。
烘干装置2-1是一个两端留有开口的大烘箱，开口宽度比母材板宽，开口厚度比母材板厚，确保板材能顺利通过，烘箱内温度控制在200～300℃。母材缓慢穿过烘干装置2-1后，完成对其的烘干及加热。
浸渗装置2-2四周的加热装置2-2-1采用电加热，额定温度在1200℃以上。保温坩埚2-2-2采用陶瓷(或者石墨)坩埚，内部形状为矩形，其长度要满足母材穿过时有足够的浸渗时间，宽为母材板宽的1.5倍，保温坩埚2-2-2的左右两侧各开设一定宽度的开口，右侧开设的口大于左侧开设的口，其差值由所需的目标覆材的厚度决定，便于带有覆材金属的板材通过，保温坩埚2-2-2顶部设有坩埚盖2-2-3，添加覆材液态金属2-2-5时，打开坩埚盖2-2-3，不需要向坩埚内添加覆材液态金属2-2-5时，坩埚盖2-2-3盖在保温坩埚2-2-2上。耐高温密封圈2-2-4安装在保温坩埚2-2-2的左右两侧，即母材进入保温坩埚2-2-2的入口处和离开保温坩埚2-2-2的出口处，其作用是防止保温坩埚2-2-2内的覆材液态金属2-2-5流出保温坩埚2-2-2且保证母材顺利通过。在保温坩埚2-2-2右侧20mm处设有挡板2-2-6，挡板2-2-6是竖立在保温坩埚2-2-2右侧的一块中间有开口的耐高温金属板，开口宽度比母材板宽，开口厚度比带有覆材金属的母材板厚，确保板材能顺利通过，挡板2-2-6上设有开口，开口的宽度比母材宽，二者之差不超过10mm，有板材通过挡板2-2-6时此开口打开，使刮除的覆材通过，没有板材通过时此开口关闭，减少浸渗装置2-2内部热量散失，挡板2-2-6开口上安装有可以上下移动的活动刮板2-2-7两块，活动刮板2-2-7材质采用耐500℃高温的金属或陶瓷制作，移动两块活动刮板2-2-7能够调整开口宽度以确保能获得目标覆材的厚度。表面有半固态的覆材金属的母材通过挡板2-2-6上的两块活动刮板2-2-7时，多余的覆材金属被活动刮板2-2-7刮除，被刮除的覆材金属材料下落并由浸渗装置2-2底板上的开口离开浸渗装置2-2，随后被回收。耐火砖2-2-9设于浸渗装置2-2底部并与保温坩埚2-2-2相连接，耐火砖2-2-9用来支撑保温坩埚2-2-2，确保保温坩埚2-2-2上左右两边的开口与浸渗装置2-2上的板材入口、出口以及挡板2-2-6上的开口高度位于同一水平线，盖板2-2-8盖在浸渗装置2-2顶部，起到保温作用，浸渗装置2-2内部除已限定的距离外，其余各组件之间的距离以能安全安放组件为宜。
辊锻装置3中，两个滚轮3-1相对旋转，两个滚轮3-1的间距根据板材的厚度能够调整，更换滚轮3-1上的模具3-2能够直接生产片状模煅件。
本文用于复合的两种金属在一定的温度下能发生反应而生产新相，两种金属中的元素有一定的互溶性，在一定条件下金属元素能够发生互扩散而进入到对方金属内一定距离；高熔点的母材和低熔点的覆材熔点相差在200℃以上。高熔点的母材为钛、不锈钢、铜中的任意一种，低熔点的覆材为镁、铝、铜中的任意一种。
层状金属复合板材制备装置的使用方法应用一种层状金属复合板材制备装置，具体按照以下步骤进行：
步骤一、除锈工位1-1去除母材表面的氧化物及部分油污，将母材放置于传动辊子4上时，当传动辊子4转动时，带动母材从左向右运动，当母材到达矩形钢刷1-1-1时，除锈剂斜喷嘴1-1-2开始向母材表面均匀喷洒除锈剂，母材继续向右移动与矩形钢刷1-1-1接触，矩形钢刷1-1-1开始对母材表面进行机械除锈，与此同时，矩形钢刷1-1-1上安装的除锈直喷嘴1-1-3开启向母材表面喷洒除锈剂，再次进行化学除锈，在母材向右运动的过程中，其表面的锈迹和部分污渍受到除锈剂的化学作用、矩形钢刷1-1-1的机械作用而被清理，矩形钢刷1-1-1一方面能进行机械除锈，另一方面利用矩形钢刷1-1-1在母材表面留下深浅不一的沟槽，用以增大母材的表面积，有利于后续的浸渗和辊锻时结合层的机械咬合，随后母材继续向右运动进入除油工位1-2；
步骤二、除油工位1-2去除母材表面的油污，矩形毛刷1-2-1横跨在传动辊子4上，经除锈后的母材从左向右运动到达矩形毛刷1-2-1时，除油斜喷嘴1-2-2开始向母材表面均匀喷洒除油剂，母材继续向右移动与矩形毛刷1-2-1接触，矩形毛刷1-2-1开始对母材表面进行擦洗，与此同时，矩形毛刷1-2-1上安装的除油直喷嘴1-2-3开启向母材表面喷洒除油剂，再次进行化学除锈，当母材完全通过矩形毛刷1-2-1后，继续向右运动进入水洗工位1-3；
步骤三、水洗工位1-3去除母材表面的残留物，经过除锈除油的母材到达水洗工位1-3时，热水喷头1-3-2开始向母材均匀喷射热水将其表面残留物清洗干净，紧随其后的毛刷1-3-1将母材表面的水渍擦干；
步骤四、母材的前处理，当母材完全通过水洗工位1-3后，使传动辊子4反转将母材退回到起始位置，在母材退回的过程中，除锈工位1-1、除油工位1-2、水洗工位1-3均不得与母材表面接触，退回的母材到达起始位置后，采用人工或机械将母材反转180度，使其另一表面向上，传动辊子4正传，带动母材再次从左向右运动，重复步骤一到步骤三，经过两次操作，母材的表面均完成了除锈、除油和水洗；
步骤五、经过前处理的母材从左向右穿过烘干装置2-1，母材被加热到200～300℃，母材缓慢穿过烘干装置2-1后，完成对母材的烘干及加热，母材如图1中的A-A剖视图，随后进入浸渗装置2-2；
步骤六、覆材液态金属2-2-5为目标板材的外层金属，温度控制在液相线以下10℃，使覆材金属处在半固态；以制备钛/铝复合板为例，母材为钛板，覆材材料为铝合金6061，其液相线温度为650℃，则保温坩埚2-2-2内的覆材液态金属2-2-5温度保持在640℃，确保覆材液态金属2-2-5处在有一定流动性的半固态，此时，既能保证母材顺利穿过，又能保证母材表面包敷一定厚度的覆材，移动挡板2-2-6开口处设置的两块活动刮板2-2-7，调整开口宽度，以确保能获得目标覆材的厚度，表面有半固态的覆材金属的母材从挡板2-2-6上的两块活动刮板2-2-7之间通过时，多余的覆材金属被活动刮板2-2-7刮除，被刮除的覆材金属材料下落并由浸渗装置2-2底板上的开口离开浸渗装置2-2，随后被回收，盖板2-2-8盖在浸渗装置2-2顶部，起保温作用，板材如图1中的B-B剖视图，母材由浸渗装置2-2的入口进入到半固态的覆材金属中，缓慢通过到达出口再移出浸渗装置2-2，持续时间为5分钟以上；
步骤七、从浸渗装置2-2出来的带有覆材金属层的板材进入辊锻装置3，制备钛/铝复合板材时，辊锻装置3的温度控制在400℃，滚轮3-1速度为0.2m/s，下压量不大于40％，在水平和垂直双向挤压力的作用下，使复合板材变形，在滚轮3-1的作用力下板材发生复杂的三维变形而减薄，最后达到目标板材的厚度，板材如图1中的C-C剖视图，至此，金属层状复合板材制备完成；如果要得到比单道次变形更薄的板材，需要多道次变形，增加辊锻装置3的数目，连续进行即可；更换滚轮3-1上的模具3-2能够直接生产片状模煅件；辊锻完成后再次添加浸渗装置2-2，更换覆材金属的种类，重复步骤六与步骤七过程就能够实现三种或三种以上金属复合板材的制备。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。