专利名称：一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于铝基多金属复合材料加工领域，具体涉及一种利用铸轧工艺方法生产铝基多金属复合材料的方法及设备。
背景技术：
铝基多金属复合材料是将两种或多种具有不同性能特点的金属材料复合起来，使复合材料成为集各金属材料优点为一身的多功能材料。目前，铝基多金属复合材料在化工、冶金、建材、汽车、航天、日用品等领域都有十分广泛的应用。
目前，工业化规模生产铝基多金属复合材料的加工方法为热轧复合法。热轧复合的工艺流程如图l所示，包覆材料经过熔炼、铸锭、铣面、加热、热轧、裁剪、清洗等工序制成；基材经过熔炼、铸锭、铣面、清洗等工序制成。包覆材料与基材制备完成后，将包覆材料与基材组合定位，通过加热、热轧获得铝基多金属复合，再将复合材料坯料冷轧、分切等工序制成铝基多金属复合材料成品。
根据热轧复合加工铝基多金属复合材料的整个工艺过程可以看出，采用热轧工艺生产铝基多金属复合材料时工艺复杂、能耗大、成本高。
发明内容
本发明针对现有铝基多金属复合材料生产工艺复杂、能耗大、成本高的不足，提供了一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法及设备，通过该方法及设备可縮短铝基多金属复合材料的加工流程、简化生产工艺、生产能耗小、产品品质好、成品率高、包覆材料与铝合金基材结合强度大、生产成本低。
为实现用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料本发明采用的技术方案为
在铝合金基材进入轧辊的同时，在铝合金基材表面和轧辊之间输入固态包覆材料，由轧辊直接对铝合金基材和包覆材料进行复合轧制。
所述的轧辊为铸轧辊，或者是复合轧辊，所述的复合轧辊是指铸轧辊之外的其它轧辊。
铝合金基材在熔融状态下由铸嘴进入铸轧辊进行铸轧的同时，将固态包覆材料由铸嘴与铸轧辊之间的间隙输入至铝合金基材表面，使铝合金基材与包覆材料由铸轧辊同步 进行复合轧制，直接制成铝基多金属复合材料。
由铸轧辊铸轧形成的固态铝合金基材送至复合轧辊处，将固态包覆材料输入铝合金 基材表面与复合轧辊之间的间隙输入，使铝合金基材与包覆材料由复合轧辊同步进行复 合轧制，直接制成铝基多金属复合材料。
可以根据生产需要在铝合金基材的单面或双面与包覆材料复合。
所需的包覆材料通过熔炼、铸轧、冷轧、清洗工序制备，包覆材料与铝合金基材复 合时，根据单面或双面复合要求将包覆材料安放于开巻机构上，铝合金基材熔体通过铸 嘴在铸轧辊间进行轧制生产，待铸轧工艺与铸轧铝合金基材质量稳定后，通过铸嘴与铸 轧辊之间的间隙或铸轧机列的复合轧辊与铝合金基材表面的缝隙送入包覆材料，在铝合 金基材铸轧加工的同时与包覆材料同步进行复合轧制直接制成铝基多金属复合材料，然 后通过冷轧、分切等工序制成铝基多金属复合材料成品。
上述用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法，具体包括以下步骤
(1) 安装铸嘴保持合适的嘴辊间隙；
(2) 基材熔体准备调整基材熔体成分与温度达到基材铸轧生产要求；
(3) 基材轧制启动轧机，打开熔体挡板进行铸轧立板，建立起稳定的连续铸轧 生产状态；
(4) 通过铸嘴与铸轧辊之间的间隙或铸轧机列的复合轧辊与基材表面的间隙输入 包覆材料至铝合金基材表面，将包覆材料与铝合金基材通过轧辊进行同步复合轧制，在 包覆材料进入铸轧辊时，根据生产需要调整轧机速度；在包覆材料进入复合轧辊时，根 据生产需要调整轧机速度与轧制力；
(5) 通过复合轧制获得铝基多金属复合材料后，再将复合材料进行冷轧加工至预 定厚度；
(6) 将冷轧后的铝基多金属复合材料分切成所需宽度的成品，入库保存。 为实现用铸轧工艺进行铝基多金属复合材料的生产，当通过铸嘴与铸轧辊之间的间
隙送入包覆材料进行复合轧制时，其生产设备主要包括流槽、铸嘴、上、下铸轧辊和开 巻机构；上、下铸轧辊中的一个或两个通过包覆材料连接有开巻机构。
当通过铸轧机列的复合轧辊与基材表面的缝隙送入包覆材料进行复合轧制时，其生 产设备主要包括流槽、铸嘴、上、下铸轧辊、上、下复合轧辊和开巻机构；铸轧辊、复
5合轧辊在一条生产机列上按先后顺序排列，上、下复合轧辊中的一个或两个通过包覆材料连接有开巻机构。
利用本发明的方法及设备进行铝基多金属复合材料生产时，其有益效果是
(1) 铸轧工艺生产铝基多金属复合材料较热轧工艺生产省去铸锭的铸造、铣面、组合、加热等工序，縮短了生产流程，简化了生产工艺。因此生产同种铝基多金属复合材料同比热轧工艺每吨可降低生产成本1000元以上。
(2) 由于铸轧工艺生产铝基多金属复合材料不进行铣面可减少原材料损失，同时也不需要加热和多道次热轧，大大降低了能耗。因此生产同种铝基多金属复合材料同比热轧工艺每吨可节电1500KWh以上。
图1是热轧工艺生产铝基多金属复合材料的工艺流程图。图2是铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的工艺流程图。
图3是通过铸嘴与铸轧辊之间的间隙输入包覆材料进行双面复合的设备示意图。图4是通过铸轧机列的复合轧辊与基材表面的间隙输入包覆材料进行双面复合的设备示意图。
图5是通过铸嘴与铸轧辊之间的间隙输入包覆材料进行单面复合的设备示意图。图6是通过铸轧机列的复合轧辊与基材表面的间隙输入包覆材料进行单面复合的设备示意图。
图中，1、基材熔体；2、流槽；3、铸嘴；4、上张紧辊；5、上层包覆材料；6、上开巻机构；7、上铸轧辊；8、复合材料；9、下铸轧辊；10、下张紧辊；11、下层包覆材料；12、下开巻机构；13、偏导辊；14、上复合轧辊；15、下复合轧辊。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的方法及设备进一步说明。实施例1:
制备热交换器铝合金钎焊复合箔的工艺流程和设备如图2、图3所示，其中上层包
覆材料5、下层包覆材料11均采用0. 5 1. 2mra厚4XXX系列铝合金巻材，基材熔体采用3XXX系列铝合金熔体，利用图3所示设备生产热交换器铝合金钎焊复合箔的具体加
6工工艺步骤
步骤l，安装铸嘴3，保持铸嘴与铸轧辊之间的间隙0.8 2.0mm;
步骤2，基材熔体1选用3XXX系列铝合金熔体，调整熔体成分，除渣后加入Mn、 Zn等金属元素，并保持熔体温度720 75(TC使之满足铝合金基材铸轧要求；
步骤3，启动轧机，将轧机速度调整为0.8 2. Om/min，打开熔体挡板，己调整好 成分的铝合金基材熔体经过流槽2和铸嘴3采用常规方法进行基材铸轧立板，建立起稳 定的连续铸轧生产状态后，切取板样进行外形尺寸、表面质量、内部组织检査；
步骤4，铝合金基材质量检査合格后，将已准备好的上、下包覆材料巻材根据复合 要求分别放在铸轧机上方和下方的开巻机构上，上层包覆材料5通过上开巻机构6在上 铸轧辊7带动下通过铸嘴与铸轧辊之间的间隙缓慢地送入复合铸轧区域，及时调整上张 紧辊4保持包覆材料张力，使包覆材料紧贴在上铸轧辊表面，调整铸轧机速度和熔体温 度，观察基材与上层包覆材料5复合情况，待复合良好、稳定后再送入下层包覆材料 11;下层包覆材料11通过下开巻机构12在下铸轧辊9带动下通过铸嘴与铸轧辊之间的 间隙缓慢地送入复合铸轧区域，及时调整下张紧辊10保持包覆材料张力，使包覆材料 紧贴在下铸轧辊9表面，观察基材与下层包覆材料ll复合情况，进一步微调铸轧机速 度和熔体温度，当复合良好、稳定后进行连续化生产。
步骤5，通过复合轧制获得铝基多金属复合材料8后，将复合材料进行冷轧加工至 预定厚度，冷轧时控制好冷轧次数及中间退火温度；
步骤6，将冷轧后的铝基多金属复合材料分切成所需宽度的成品，入库保存。
实施例2:
制备热交换器铝合金钎焊复合箔的工艺流程和设备如图2、图4所示，其中上层包 覆材料5、下层包覆材料11均采用0. 5 1. 2mra厚4XXX系列铝合金巻材，基材熔体采 用3XXX系列铝合金熔体，利用图4所示设备生产热交换器铝合金钎焊复合箔的具体加 工工艺步骤
步骤l，安装铸嘴3，保持铸嘴与铸轧辊之间的间隙0.8 2.0mm; 步骤2，基材熔体1选用3XXX系列铝合金熔体，调整熔体成分，除渣后加入Mn、 Zn等金属元素，并保持熔体温度720 750'C使之满足铝合金基材铸轧要求；
步骤3，启动轧机，将轧机速度调整为0.8 2. Om/min，打开熔体挡板，已调整好成分的铝合金基材熔体经过流槽2和铸嘴3采用常规方法进行基材铸轧立板，建立起稳
定的连续铸轧生产状态后，切取板样进行外形尺寸、表面质量、内部组织检査；
步骤4，铝合金基材质量检査合格后，将已准备好的上、下包覆材料巻坯根据复合要求分别放在复合轧辊上方和下方的开巻机构上，上层包覆材料5通过上开巻机构6在上复合轧辊14带动下与由铸轧辊铸轧形成的固态铝合金基材同步进行复合轧制，及时调整上张紧辊4保持包覆材料张力，使包覆材料紧贴在上复合轧辊14表面，调整复合轧辊速度使其与铸轧辊线速度保持一致，调整复合轧辊的复合压力，观察基材与上层包覆材料5复合情况，待复合良好、稳定后再送入下层包覆材料ll;下层包覆材料ll通过下开巻机构12在下复合轧辊15带动下与由铸轧辊铸轧形成的固态铝合金基材同步进行复合轧制，及时调整下张紧辊10保持包覆材料张力，使包覆材料紧贴在下复合轧辊9表面，再次调整复合轧辊速度与复合压力，使复合轧辊速度与铸轧辊线速度保持一致，观察基材与下层包覆材料11复合情况，当复合良好、稳定后进行连续化生产。
步骤5，通过复合轧制获得铝基多金属复合材料8后，将复合材料进行冷轧加工至预定厚度，冷轧时控制好冷轧次数及中间退火温度；
步骤6，将冷轧后的铝基多金属复合材料分切成所需宽度的成品，入库保存。
实施例3
参见图5，其它步骤参照实施例l，用铸轧辊进行复合轧制时，包覆材料只由铝合金基材的上表面输入进行单面复合。
根据开巻机构不同的设置位置，可实现包覆材料与铝合金基材料的上表面或下表面复合。
实施例4
参见图6，其它步骤参照实施例2，用复合轧辊进行进行复合轧制时，包覆材料只由铝合金基材的上表面输入进行单面复合。
根据开巻机构不同的设置位置，可实现包覆材料与铝合金基材料的上表面或下表面复合。
8
权利要求
1. 一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法，其特征在于，在铝合金基材进入轧辊的同时，在铝合金基材表面和轧辊之间输入固态包覆材料，由轧辊直接对铝合金基材和包覆材料进行复合轧制。
2. 根据权利要求1所述的一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法，其特征在于，所述的轧辊为铸轧辊或复合轧辊，所述的复合轧辊是指铸轧辊之外的其它轧辊。
3. 根据权利要求2所述的一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法，其特 征在于，铝合金基材在熔融状态下由铸嘴进入铸轧辊进行铸轧的同时，将固态包覆材料 由铸嘴与铸轧辊之间的间隙输入至铝合金基材表面，使铝合金基材与包覆材料由铸轧辊 同步进行复合轧制，直接制成铝基多金属复合材料。
4. 根据权利要求2所述的一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法，其特 征在于，由铸轧辊铸轧形成的固态铝合金基材送至复合轧辊处，将固态包覆材料铝合金 基材表面与复合轧辊之间的间隙输入，使铝合金基材与包覆材料由复合轧辊同步进行复 合轧制，直接制成铝基多金属复合材料。
5. 根据权利要求2所述的一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法，其特 征在于，包括以下步骤(1) 安装铸嘴保持合适的嘴辊间隙； (2) 铝合金基材熔体准备；(3) 铝合金基材轧制启动轧机，打开熔体挡板进行铸轧立板，建立起稳定的连 续铸轧生产状态；(4) 通过铸嘴与铸轧辊之间的间隙或铸轧机列的复合轧辊与铝合金基材表面的间 隙输入固态的包覆材料至铝合金基材表面，将包覆材料与铝合金基材通过轧辊进行同步 复合轧制；包覆材料进入铸轧辊时，调整轧机速度；包覆材料进入复合轧辊时，调整轧 机速度与轧制力；(5) 通过复合轧制获得铝基多金属复合材料后，再将复合材料进行冷轧加工至预 定厚度；(6) 将冷轧后的铝基多金属复合材料分切成所需宽度的成品，入库保存。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方 法及设备，其特征在于，所述的铝合金基材与包覆材料复合，是采用铝合金基材的单面或双面与包覆材料复合。
7. —种用于权利要求3所述方法的轧制设备，所述的设备包括流槽、铸嘴、上、 下铸轧辊和开巻机构，其特征在于，上、下铸轧辊中的一个或两个通过包覆材料连接有 开巻机构。
8. —种用于权利要求4所述方法的轧制设备，所述的设备包括流槽、铸嘴、上、 下铸轧辊、上、下复合轧辊和开巻机构，其特征在于，铸轧辊、复合轧辊在一条生产机 列上按先后顺序排列，上、下复合轧辊中的一个或两个通过包覆材料连接有开巻机构。
全文摘要
本发明是一种用铸轧工艺生产铝基多金属复合材料的方法及设备，在铝合金基材进行轧制生产的同时，在铝合金基材表面与轧辊之间将包覆材料输入，实现包覆材料与铝合金基材同步进行复合加工直接制成铝基多金属复合材料。本发明生产铝基多金属复合材料的方法操作过程简单、流程短、能耗小、产品品质好、成品率高、包覆材料与铝合金基材结合强度大、生产成本低。
文档编号B21B1/38GK101462122SQ20091004251
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者丁荣辉, 唐新文, 曾敦伟, 军 杨 申请人:湖南晟通科技集团有限公司