大尺寸铝合金-铜合金复合板材异温热轧工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属材料加工工艺，特别是一种大尺寸招合金-铜合金复合板材异温热乳工艺。
【背景技术】
[0002]目前，世界上已有20多个国家在生产各类金属乳制复合材料，其乳制复合工艺主要包括爆炸乳制复合、热喷涂乳制复合、粉末乳制复合、异步乳制复合、冷乳制复合、热乳制复合等。如:实用新型专利公开号CN 200996541 Y公开了一种“铜包铝复合型材”，这种复合型材是由外部包围的铜覆层和内部铝芯组成的；其尺寸普遍定在厚度6-10mm，宽度50-100mm，长度为100mm左右定尺长度的铜包招型材；其复合工艺主要是包覆-焊接-拉拔和乳制等技术。由于存在乳制复合材料表面预处理及其乳制过程多项参数的控制等项技术问题，金属材料表面易氧化，复合界面的冶金结合率不高，界面易剥离，需要经过多道次乳制才能成型，因而导致迄今为止，未能生产出大尺寸且界面复合率达到100%的铝合金-铜合金层状复合板材，所以只能局限于生产乳制小方块型材，其产品主要局限于电力工业和建筑装饰材料方面的应用，也未能充分体现铝-铜复合材料比其单种材质的性能与应用上的优势。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种大尺寸铝合金-铜合金复合板材异温热乳工艺，以解决现有铝合金-铜合金乳制复合工艺中存在的金属材料表面易氧化、复合界面的冶金结合率不高，界面易剥离，需要经过多道次乳制才能成型等原因而无法制备层状宽尺寸长型复合板材的问题。
[0004]解决上述技术问题的技术方案是:一种大尺寸铝合金-铜合金复合板材异温热乳工艺，该工艺包括以下步骤:
①选取复合板材:
分别按需要尺寸选取好组成复合板材的铝合金板和铜合金板，板材的宽300?1200mm,厚度 0.3 ?10mm，长度多 2000mm ；
②钢刷打磨:
分别用钢丝直径为0.1?0.5mm的钢丝辊刷对铝合金板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；
③加热处理:
采用开环伺服低速输送系统将铝合金板和铜合金板分别连续平稳传送至具有分层的高频电流加热炉；采用智能温度自动控制系统对高频电流加热炉的升温速度、加热时间进行控制，使炉内铝合金板温度保持在400°C?550°C，铜合金板温度保持在600°C?900°C，加热时间为10?30min ;同时加热炉通入氮气或氩气保护气体；
④对辊乳机的上下乳辊进行全面加热: 对辊乳机的上下乳辊进行全面加热，使乳辊的表面温度达到150°C?250°C ;
⑤一道次乳制复合:
采用同步热乳制技术，把加热好的铝合金板、铜合金板同时进行热乳制，乳制速度为13?18m/min ;乳制压力为500?1500N/mm2，乳制压下率为招合金板和铜合金板的原总厚度的30%?50%，经一道次得到完整的铝合金-铜合金复合板；
⑥校平处理:
把热乳制后的铝合金-铜合金复合板送入开环伺服低速控制校平机进行校平处理，得到大尺寸铝合金-铜合金复合板材预成品；
⑦退火处理:
把乳制完成的大尺寸铝合金-铜合金复合板材预成品放入400~600 V的退火炉7中保温80~100min，完成退火处理，取出后自然冷却，得到力学性能优良的大尺寸铝合金-铜合金复合板材成品；
⑧表面处理:
用抛光机对大尺寸铝合金-铜合金复合板材成品表面进行抛光处理，恢复铝合金、铜合金板材原有的光度和亮度；
⑨分剪或切割、切边处理:
根据客户需求，采用大型电切割机对大尺寸铝合金-铜合金复合板材成品进行分剪或切割、切边处理，以达到标准规格要求的板材；
⑩验收与入库:
用探伤仪对成品复合板材进行探伤检测，对符合要求的产品确认并入库。
[0005]本发明的进一步技术方案是:所述的大尺寸铝合金-铜合金复合板材成品的抗拉强度达550MPa以上，规定非比例延伸强度达330MPa以上；剥离强度达到180 MPa以上，断后伸长率保持在18%以上。
[0006]本发明的进一步技术方案是:所述的铜合金板为黄铜板、青铜板、白铜板中的任一种。
[0007]本发明的进一步技术方案是:所述的铝合金板为铝合金牌5050、5052、3003、3004、3105、6061、6063 中的一种。
[0008]本发明的进一步技术方案是:所述的开环伺服低速输送系统包括开环伺服动力传动系统、分别与开环伺服动力传动系统连接的上板带辊、下板带辊、上板平衡辊、下板平衡辊、上板输送辊、下板输送辊、上下板输送辊、上下牵引辊、成品带板辊；所述的上板带辊、下板带辊、上板平衡辊、下板平衡辊、上板输送辊、下板输送辊依次成对设置在高频电流加热炉前端；所述的上下板输送辊设置在高频电流加热炉和上下乳辊之间，上下牵引辊、成品带板辊依次设置在上下乳辊的后端。
[0009]本发明的再进一步技术方案是:所述的高频电流加热炉的入口端设有两层板材入口通道，高频电流加热炉的出口端只有一层板材出口通道，高频电流加热炉的中部设有两层逐渐复合在一起的板材通道。
[0010]由于采用上述技术方案，本发明之大尺寸铝合金-铜合金复合板材异温热乳工艺与现有技术相比，具有以下有益效果:
1.金属材料表面不易氧化: 由于本发明在加热处理步骤时，是采用开环伺服低速控制系统将铝合金板和铜合金板分别连续平稳传送至具有分层的高频电流加热炉；采用智能温度自动控制系统对加热炉的升温速度、加热时间进行控制，使炉内铝合金层温度保持在400°C?550°C，铜合金层温度保持在600°C?900°C ;同时加热炉通入氮气或氩气保护气体；因而本发明的铝合金、铜合金是结合自身特点经过异温加热，使板材不致于过热或过冷而使组织不稳定发生氧化，并且还在加热时通入保护气体，使金属材料表面不易氧化。
[0011]2.复合材料界面的冶金结合率高:
由于本发明在选取复合板材后，分别用钢丝直径为0.1?0.5mm的钢丝辊刷对铝合金板和铜合金板的待复合界面进行机械自动辊刷；钢刷打磨在待复合界面上形成了一层脆性覆膜，脆膜在大压下量乳制过程中破裂露出新金属，界面两侧的新鲜金属在巨大的压力作用下通过脆膜的裂缝挤出并且相互接触形成了牢固的冶金结合，因而本发明复合材料界面的冶金结合率可尚达99%以上。
[0012]3.具有较好的机械性能和较高的剥离强度:
由于本发明在将铝合金板和铜合金板经过加热处理、并对乳辊进行全面加热后，采用同步热乳制技术，把加热好的铝合金板、铜合金板同时进行热乳制，乳制速度为13?18m/min ;乳制压力为500?1500N/mm2，乳制压下率为招合金板和铜合金板的原总厚度的30%?50%，经一道次得到完整的铝合金-铜合金复合板；该一道次乳制出的复合板材具有较好的机械性能和较高的剥离强度。
[0013]4.适于制备层状宽尺寸长型复合板材:
由于本发明金属材料表面不易氧化，复合材料界面的冶金结合率高，而且具有较好的机械性能和较高的剥离强度，因而适于制备层状宽尺寸长型复合板材。
[0014]5.生产效率高，生产成本低:
本发明在将铝合金板和铜合金板经过加热处理、并对乳辊进行全面加热后，采用同步热乳制技术，把加热好的铝合金板、铜合金板同时进行热乳制，乳制速度为13?18m/min ；乳制压力为500?1500N/mm2，乳制压下率为铝合金板和铜合金板的原总厚度的30%?50%，经一道次得到完整的铝合金-铜合金复合板；由于只经过一道次乳制工艺即可得到复合板材，其生产效率较高，而且生产成本也得到大大降低。
[0015]6.适用范围广:
本发明的产品由于具有良好的性能，将在替代汽车行业的铜质汽车散热器件、替代制冷制热行业空调散热器件及其替代电子工业继电器、电路保护器、温控器、断路器、建筑体外墙装饰等领域的用途表现出明显的优势，应用极为广泛。
[0016]下面，结合附图和实施例对本发明之大尺寸铝合金-铜合金复合板材异温热乳工艺的技术特征作进一步的说明。