专利名称：一种钢背铝基复合板的复合方法
技术领域：
本发明涉及一种钢背铝基固液相浸镀轧制复合方法。
背景技术：
专利号00109241.3，发明名称“液-固相异种金属轧制复合方法及设备”上，阐述了钢背铝基复合板的固液相浸镀轧制复合方法，其基本工艺步骤如下1)将表面经过脱脂、除锈、打毛、浸镀助焊剂等处理的钢板预热至所需温度；2)在复合浇嘴熔池中进行钢背与铝基覆层金属液的扩散反应，形成复合界面；3)利用轧制系统进行铸轧，形成钢背铝基复合板。在该方法中，由于钢背表面的助焊剂薄层，既在高温预热中保护了钢背表面不被氧化，又促进了铝基覆层金属液对钢背表面的润湿，因此复合板的界面复合状态较其它固液相复合方法有所提高，复合板的界面剪切强度由平均的40MPa提高到60MPa。但是，对于钢背铝基固液相浸镀轧制复合方法，由于在铝基覆层金属液凝固前，复合浇嘴熔池对钢背所能提供的能量有限，这样，打毛处理的钢背表面凹槽内的助焊剂不能彻底融化与分解，因此钢背铝基固液相浸镀轧制复合板的界面附近通常残留助焊剂，没有形成整个界面上的钢背与铝基覆层结合的最佳复合状态，使得界面结合性能受到影响。对于钢背铝基复合板，界面的复合状态直接影响界面结合性能，它决定着产品的使用安全性，极为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服钢背铝基固液相浸镀轧制复合板的“界面附近残留助焊剂”的不足，提供一种能够促进钢背表面浸镀助焊剂层融化与分解的钢背铝基固液相复合方法，实现钢背与铝基在整个界面上的结合。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在现有钢背铝基固液相浸镀轧制复合方法基础上，利用高频振动装置，在固液相复合浇嘴熔池内，垂直向铝基覆层金属液施加频率大于10kHz、声强大于2.0w/cm2的纵向高频振动，钢背表面接受高频振动作用的时间大于10秒。利用高频振动在固液界面处产生的“局部高温、高压”、“促进分散”、“净化表面”等功效，加速钢背表面助焊剂层的融化与分解，确保钢背与铝基覆层金属液在整个复合界面上进行接触、扩散、反应等复合行为，达到实现整个界面结合的目的。
本发明的有益效果是利用本发明，当钢背表面连续受到10秒钟以上的频率大于10kHz、声强大于2.0w/cm2的高频振动作用后，钢背表面的助焊剂层可完全融化与分解，达到了钢背与铝基覆层在整个界面上的结合，进一步提高了界面结合性能，界面剪切强度由平均的60MPa提高到70MPa。
图1为施加高频振动的钢背铝基固液相浸镀轧制复合示意简图。
图中1.经过脱脂、除锈、打毛、浸镀助焊剂、预热等处理的钢板，2.复合浇嘴，3.铝基覆层金属液，4.高频振动装置，5.轧制系统，6.复合板。箭头所指方向为轧制方向。
图2为现有钢背铝基固液相浸镀轧制复合板剪切界面上钢背表面凹槽内的助焊剂。
图3为经过高频振动处理的钢背铝基固液相浸镀轧制复合板的清洁剪切界面。
具体实施例方式
将高频振动装置4和复合浇嘴2固定于同一支架上，高频振动装置悬浮于复合浇嘴的熔池内，其振动头端面距钢背1上表面的距离为铝基覆层的厚度。
按照现有钢背铝基固液相浸镀轧制复合方法，做好铝基覆层金属液3浇注前的各项工作，起动高频振动装置后，向复合浇嘴熔池内浇注铝基覆层金属液，经过轧制系统5铸轧后，形成复合板6。
高频振动装置垂直向下对铝基覆层金属液施加频率大于10kHz、声强大于2.0W/cm2的纵向高频振动，铝基覆层金属液将纵向高频振动传递到钢背上表面，利用高频振动产生的“局部高温、高压”、“促进分散”、“净化表面”等加速钢背助焊剂层的融化与分解。高频振动装置可以采用市场上购买的频率大于10kHz、可在熔池内形成声强大于2.0w/cm2高频振动的任何型号的高频振动装置。钢背表面连续接受高频振动作用的时间大于10秒，该时间为铝基覆层金属液流过高频振动装置4的长度L所用的时间。
具体应用1.2mm厚、112mm宽的08Al钢板经过常规的脱脂、除锈、打毛等处理后，在浸镀池中进行助焊剂水溶液的浸镀处理，在钢背表面形成15μm的助焊剂薄层，经过预热装置预热到500℃，进入300mm长的复合浇嘴熔池与700℃的Al20Sn覆层金属液接触，在接受振动频率为20kHz、振动功率为300W、振动杆断面为110mm×110mm、声强为2.5W/cm2的高频振动装置的纵向高频振动连续11秒钟的作用后，流出浇嘴，经过轧辊直径为320mm、轧制速度为10mm/s的轧制系统铸轧后，形成厚度为2.5mm的钢背Al20Sn复合板。
利用本发明方法制备的钢背Al20Sn复合板的钢背一侧的复合界面剪切撕裂表面如附图3所示，可见撕裂表面非常清洁，没有残留助焊剂，这与现有钢背铝基固液相浸镀轧制复合板的钢背一侧的打毛凹槽内残留助焊剂的复合界面剪切撕裂表面，如图2所示，形成了鲜明的对比，实现了钢背与铝基覆层在整个界面上的结合，界面剪切强度达到了70～72MPa。
权利要求
1.一种钢背铝基复合板的复合方法，其工艺步骤步骤1，采用脱脂、除锈、打毛、浸镀助焊剂工序对钢背表面进行处理；步骤2，将上述钢背预热至所需温度后，在复合浇嘴熔池中与铝基覆层金属液进行扩散反应，形成复合界面；步骤3，利用轧制系统进行铸轧形成钢背铝基复合板；其特征在于，利用高频振动装置，在固液相复合浇嘴熔池内，垂直向铝基覆层金属液施加频率大于10kHz、声强大于2.0w/cm2的纵向高频振动，加速固液相复合时钢背表面助焊剂层的融化与分解。
2.根据权利要求1所述的一种钢背铝基复合板的复合方法，其特征在于，钢背表面接受高频振动作用的时间大于10秒。
全文摘要
一种钢背铝基复合板的复合方法，它在钢背铝基固液相浸镀轧制复合领域中，利用高频振动装置在复合浇嘴熔池内垂直向铝基覆层金属液施加连续作用时间大于10秒、频率大于10kHz、声强大于2.0w/cm
文档编号B21B1/46GK1701867SQ20051001194
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月17日 优先权日2005年6月17日
发明者张鹏, 杜云慧, 刘汉武 申请人:北京交通大学