专利名称：：镁基包覆铝材复合板带材的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种镁基包覆铝材复合板带材，属于有色金属材料
技术领域：
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背景技术：
：镁及其合金是目前最轻的金属结构材料，具有密度低，比强度和比刚度高，导热、电磁屏蔽性能高，以及易于回收等优点，在航空、航天、汽车、3C消费电子领域具有广阔的应用前景，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，近年来镁合金的研究和应用日益受到材料学界和工业界的重视。众所周知，我国是镁资源大国，原镁产量位于世界前列。但是，我国镁合金产品开发及应用水平仍处于低端，每年80%以上的镁制品以低附加值的原镁出口国外，迫切需要研发镁及镁合金材料加工工艺及装备。此外，随着成本降低以及技术瓶颈的突破，汽车、电子、通信等行业对镁合金薄板带材产品需求日益强烈。目前，我国在变形镁合金的研制和开发领域仍处于前期阶段，传统镁合金板带加工主要采用轧制法与挤压法。在制备薄板带材时，工序多、成材率低，并且产品组织性能低下，国内高性能镁合金板带产品主要依赖国外进口。因此，镁合金板带生产新工艺及新装备的开发日益迫切。近年来国家和各级地方政府对变形镁合金的研究、开发和产业化等工作相当重视。在应用领域更为广泛的镁板带材生产工艺、装备及产业化方面，还有许多关键技术没有突破。阻碍镁合金板带广泛应用的主要原因有如下两点首先，镁合金为密排六方晶体结构，对称性低，室温下塑性差、成形困难，轧制过程中微裂纹、边裂、压漏及断带等缺陷多，因此低温轧制镁及镁合金板带十分困难，产品成材率低，成本高；其次，镁合金耐蚀性能差，使用时需对镁合金表面进行防腐蚀处理，如改变合金成分、阳极氧化、表面涂层或化学转化处理，大大增加了镁合金制品的加工成本，制约镁及镁合金的应用。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种镁基包覆铝材复合板带材，旨在解决普通热温轧制板带塑性变形性能差及耐蚀性差等问题。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现镁基包覆铝材复合板带材，特点是所述复合板带材的基材为镁合金铸轧板坯，在所述基材的上下两面通过热轧塑性变形包覆有铝合金板带材。进一步地，上述的镁基包覆铝材复合板带材，其中，所述镁合金铸轧板坯为纯镁系列合金、Mg-Al系列合金、Mg-Zn系列合金、Mg-Y系列合金、Mg-Re系列合金、Mg-Ca系列合金、Mg-Ag系列合金或Mg-Cu系列合金。所述铝合金板带材为1000系列纯铝合金、3000A1-Mn系列合金或5000A1-Mg系列合金。更进一步地，上述的镁基包覆铝材复合板带材，所述镁合金铸轧板坯的厚度在310mm，单面铝合金板带材厚度是总厚度的140%，铝合金板带材宽度大于镁合金铸轧板坯宽度。本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在针对传统镁合金板带塑性加工性能差、耐蚀性差的缺点，结合镁合金铸轧工艺优点，提供一种新型镁基包铝复合板带材；结合铸轧工艺短流程、低能耗和高效率的优点，进一步缩短工艺流程，降低镁合金板带的加工成本，低成本制备出高性能的镁基包铝复合板带。利用铝合金塑性加工性能好、表面防护简单的特点，提高镁板带塑性加工性能，大幅改善镁板带表面防腐蚀性能。以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明图1镁基包铝复合板材横截面示意图；图2镁合金铸轧板坯包铝复合轧制原理图。图中各附图标记的含义见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>具体实施方式如图1所示，镁基包覆铝材复合板带材，基材B为镁合金铸轧板坯，选自纯镁系列合金、Mg-Al系列合金、Mg-Zn系列合金、Mg-Y系列合金、Mg-Re系列合金、Mg-Ca系列合金、Mg-Ag系列合金或Mg-Cu系列合金；上包覆层A和下包覆层C为铝合金板带材，选自1000系列纯铝合金、3000A1-Mn系列合金或5000A1-Mg系列合金。镁基包覆铝材复合板带材生产方法，主要工序包括镁合金铸轧供坯及预处理、包覆铝材开卷、包覆层预复合、夹送、板带在线加热、热温叠轧焊合以及后续热温轧制至成品带卷或直接卷取为坯料带卷。均以在线方式实施，整体机列根据工艺流程配置，整体机列如图2所示包括镁合金铸轧机(铸嘴装置1、铸轧棍2及铸轧板坯辊道4)、铸轧板坯表面预处理装置5、包覆铝带卷开卷装置6、夹送导料装置7、在线加热装置8以及热轧机9。后续采用块式法热温轧制至成品时，可配置剪切装置以及后续热温轧制装置；如果镁基包铝复合板带直接卷取成形，则后续配置剪切、卷取及保温装置。生产时，镁合金金属液经铸嘴装置1通过铸轧棍2铸轧立板，进入稳定铸轧阶段后，形成镁合金铸轧板坯3，镁合金铸轧板坯3进入铸轧板坯辊道4，完成铸轧供坯，铸轧镁合金板坯厚度在3IOmm范围内。通过表面预处理装置5对镁合金铸轧板坯表面进行预处理，如表面去除氧化皮、机械磨毛以及表面吹扫，去除表面铸造缺陷、氧化皮等，并处理铸轧板坯表面粗糙，后续采用吹扫装置，除净铸轧板坯上下表面上磨屑；上下覆合层铝合金板带材通过包覆铝带卷开卷装置6开卷，在镁合金铸轧板坯基材上黏附铝合金板带材，人工或机械夹持至夹送导料装置7，继而送入热轧机9，通过在线热轧塑性变形复合形成镁基包覆铝材复合板带材；在线热轧复合时，由在线加热装置8控制轧制温度在18040(TC，道次压下量大于30%；获得镁基复合板带10。复合板带材可直接卷取或后续块式法热温轧制成形，直接卷取成形时，在线热轧塑性复合形成镁基包铝复合板带后，通过剪切、导料及夹送装置送入卷取机钳口装置，采用恒张力卷取成形，张力范围在530KN，卷取机内设置带卷加热器，控制卷取温度在200380°C。后续块式法热温轧制成形时，在线热轧塑性复合形成镁基包铝复合板带后，定尺剪切成板坯，后续常规块式法热温轧制工艺制备成板带材。上包覆层A和下包覆层C铝材合金牌号选自1000系纯铝系列合金、3000(Al-Mn)系列合金、5000(Al-Mg)系列合金；上下包覆铝材厚度及其合金牌号完全相同或不相同，包覆单面厚度控制在总厚度H的140%，包覆层宽度大于基材宽度1100mm。包覆铝材带卷开卷切头后，黏附在基材上，人工夹持或机械装置送入夹送导料装置7(夹送辊)。在线加热装置8可采用红外线感应加热、电磁线圈感应加热或电加热元器件辐射加热等方式实施，热轧复合前，将基材、包覆层带卷温度均勻加热至18040(TC进行热温叠轧焊合；此外，也可利用铸轧板坯余热直接进行热温叠轧焊合。热温叠轧焊合压下量控制在大于30%范围内，轧制速度控制在60m/min以下，带面复合前不能喷射润滑液，防止异物进入影响焊合质量。复合板带热叠轧焊合后直接卷取形成复合坯料带卷，坯料带卷厚度控制在25mm,卷取装置上加设保温加热装置，控制带坯卷取温度在200380°C。卷取速度根据恒张力进行控制，张力范围控制在530kN范围内。复合板坯热温叠轧焊合后，后续热温轧制可按照正常热温轧制工艺进行。根据最终产品及工艺要求，合理设置镁合金铸轧板坯厚度(3IOmm)，选取包覆层厚度。包铝镁板带总厚度H，其初始厚度及成品厚度根据用户需要来确定，基材的厚度为h，上下包覆铝板(A与C)厚度、牌号根据用户要求来选择，单面厚度为总厚度H的140%，上下包覆铝板厚度及牌号可相同，也可不相同，如用户无特别说明，工艺上并无特别要求。实施例1采用AZ61基镁合金铸轧板坯包铝在线热轧复合方法，后续块式法热温轧制，制备成品板材将AZ31镁合金铸轧成厚度规格为6mm带坯，铸轧板坯3通过辊道4，由表面预处理装置5去除表面铸造缺陷、氧化皮，并对铸轧板坯上下表面打磨。采用1060铝合金做包覆带卷，两卷Imm厚度的包覆带材将6mm厚的铸轧板带包覆在中间，人工夹持送入夹送辊，随后在线加热装置8将板带加热至350°C，道次压下设置40%，轧制速度根据金属秒流量相等原则，与铸轧速度相匹配，热轧复合形成复合板带，后续剪切，通过板式热温轧制，制备成品镁基包铝复合板材。实施例2采用AZ31基镁合金铸轧板坯包铝在线热轧复合方法，后续卷取成形，提供镁基包铝复合带卷坯料将AZ31镁合金铸轧成厚度规格为IOmm带坯，铸轧板坯3通过辊道4，由表面预处理装置(例如不锈钢丝刷)，去除表面铸轧缺陷、氧化皮，并打磨。采用两卷厚度为0.8mm纯铝带卷做包覆带卷，包覆带进行表面处理，并开卷后将IOmm厚的铸轧板带包覆在中间，经过展平辊展平，温度控制在320°C，道次压下设置为50%，并使轧制速度与铸轧速度相匹配，热轧复合形成复合板带，后续卷取机形成镁基包铝复合板带卷，卷取温度控制在280°C。镁基包铝复合板带卷产品后续进行耐蚀性能检测试验在室温下，NaCl(5%wt)水溶液中浸泡8h，镁基包铝复合板试验试样表面腐蚀面积在8%以内，普通AZ31镁合金热轧板试验试样表面腐蚀面积65%。镁基包铝复合板带卷产品力学性能检测结果如下Rm=255Mpa,RP0.2=145Mpa,A=19%。通过包铝复合工艺，提高镁合金板带塑性变形及表面耐蚀性能，又能结合铸轧工艺短流程、低能耗优点，进一步降低镁合金板带加工成本，为市场提供高性能、低成本镁基包铝覆合镁合金复合板带。以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。权利要求镁基包覆铝材复合板带材，其特征在于所述复合板带材的基材为镁合金铸轧板坯，在所述基材的上下两面通过热轧塑性变形包覆有铝合金板带材。2.根据权利要求1所述的镁基包覆铝材复合板带材，其特征在于所述镁合金铸轧板坯为纯镁系列合金、Mg-Al系列合金、Mg-Zn系列合金、Mg-Y系列合金、Mg-Re系列合金、Mg-Ca系列合金、Mg-Ag系列合金或Mg-Cu系列合金。3.根据权利要求1所述的镁基包覆铝材复合板带材，其特征在于所述铝合金板带材为1000系列纯铝合金、3000Α1-ΜΠ系列合金或5000Al_Mg系列合金。4.根据权利要求1所述的镁基包覆铝材复合板带材，其特征在于所述镁合金铸轧板坯的厚度在310mm，单面铝合金板带材厚度是总厚度的140%，铝合金板带材宽度大于镁合金铸轧板坯宽度。专利摘要本实用新型涉及镁基包覆铝材复合板材，复合板材的基材为镁合金铸轧板坯，在基材的上下两面通过热轧塑性变形包覆有铝合金板带材；制备时，将镁合金稳定铸轧成板坯，在线表面预处理；同时，上下覆合层铝合金板带材开卷，在镁合金铸轧板坯基材上黏附铝合金板带材，人工或机械夹持至夹送导料装置，通过在线热轧塑性变形复合形成镁基包覆铝材复合板带材。本实用新型既能够通过包铝复合工艺，提高镁合金板带塑性变形及表面耐蚀性能，又能结合铸轧工艺短流程、低能耗优点，进一步降低镁合金板带加工成本，为市场提供高性能、低成本镁基包铝覆合镁合金复合板带。文档编号B32B15/01GK201573369SQ20092017518公开日2010年9月8日申请日期2009年10月23日优先权日2009年10月23日发明者刘国金,吴维治,翁文凭,赵奇特,迟之东,陈琦申请人:苏州有色金属研究院有限公司