本发明属于复合金属板技术领域，涉及一种耐冲击金属复合板及其制备方法。
背景技术：
金属复合材料，是指利用复合技术或多种化学、力学性能不同的金属在界面上实现冶金结合而形成的复合材料，其极大地改善了单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性，耐磨损性、电性能、磁性能等诸多性能，从而使得复合材料具有优异的力学性能，因而被广泛应用到石油、化工、船舶、冶金、机械制造、电力等多种工业领域。由金属复合材料制成的多层结构更具有牢固性，但是其缺点是，多层的结构有的运用了多种材料，相邻两层之间由于为不同材质，所以其性能差别很大，而且在遇到温度骤变多次后，层与层之间容易分裂，影响复合多层结构的稳定性；有的运用了一种材料，但是成本高，局限性大。因此，有必要寻找一种稳定性好，成本易控制，层与层之间不易分裂，使用范围广的金属复合板及制作方法。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中不稳定、易分裂、成本高、有污染，局限性大等的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种耐冲击金属复合板，所述耐冲击金属复合板为耐冲击金属复合材料与硅混合组成，从上往下依次分为基底层，中层和表面层，所述中层的层数至少为一层，所述基底层的厚度为2-4mm，所述中层的总厚度为5-10mm，所述表面层的厚度为3-5mm，所述基底层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为1～1.5：1，所述中层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为2～3：1，所述表面层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为4～5：1。
作为本发明的一个优选的实施例，所述基底层的厚度为3mm，所述中层厚度为7mm，所述表面层的厚度为4mm。
作为本发明的一个优选的实施例，所述基底层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为1.2：1，所述中层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为2.4：1，所述表面层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为4.2：1。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种耐冲击金属复合板的制备方法，包括步骤：
(1)将耐冲击金属复合材料放入球磨罐中进行机械球磨，将硅材料放入另一个球磨罐中进行机械球磨，分别用筛子过筛，制成耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒；
(2)按基底层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，真空烧结制得基底层；
(3)按中层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，真空烧结制得中层；
(4)按表面层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，真空烧结制得表面层；
(5)在所述中层的上下表面用硫酸溶液酸洗10-14min；
(6)在基底层的上表面均匀布置乳化炸药，将所述基底层的上表面与经过酸洗的中层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，再在表面层的下表面均匀布置乳化炸药，将经过酸洗的中层的上表面与所述表面层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，形成层叠结构；
(7)将层叠结构进行热挤压，制得耐冲击金属复合板。
作为本发明的一个优选的实施例，步骤(1)中，所述耐冲击金属复合材料的球磨时间为12-16h，所述硅材料的球磨时间为4-5h，所述筛子为100-200目。
作为本发明的一个优选的实施例，步骤(2)中，所述基底层的真空烧结温度为400-500℃。
作为本发明的一个优选的实施例，步骤(3)中，所述中层的真空烧结温度为500-550℃。
作为本发明的一个优选的实施例，步骤(4)中，所述表面层的真空烧结温度为500-550℃。
作为本发明的一个优选的实施例，步骤(5)中，所述硫酸溶液为稀硫酸溶液。
作为本发明的一个优选的实施例，步骤(7)中，所述热挤压的压力为
150-160mpa，温度为500℃。
本发明的有益效果是：
1、采用耐冲击金属复合材料与硅在球磨后混合形成大小颗粒相互填补的颗粒层，再经过真空烧结，形成基底层、中层和表面层，这种层板耐冲击力强；
2、三种层板的成份相同，为了节省其成本，将层板的成份比例作相应的调整，一方面可以节省成本，另一方面，在进行下一步贴合过程中，贴合度更高，在后期使用时，不易发生分裂现象；
3、采用稀硫酸溶液酸洗中层，使得中层上下表面产生粗糙面，这种粗糙度在观察中层表面时，完全看不出，但是在当中层与基底层和表面层贴合时，能够使得贴合处呈极其微小的嵌设效果，这种嵌设效果使得在经过热挤压后的耐冲击金属复合板几乎不可能分裂，其在改变每层成分后仍然能够各面的受压力、拉伸力相似，因此，适用于多处，尤其适合需要多面拉伸或受力的结构中。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的范围并不限于这些实施例。
金属复合材料
为了便于引出本发明内容，首先制得耐冲击金属复合材料，具体如下：
按照质量份数计，将铁粉28份、碳化硅8份、氧化铝6份、镁粉8份和镍粉4-10份倒入混料桶，并混合均匀制得第一混合物；将左旋聚乳酸42份、酰胺肼类化合物2份和2，2，，6，6，-四异丙基二苯基碳化二亚胺2份混合均匀，在200℃的条件下经同向平行双螺杆挤出机共混挤出复合粒；将所述复合粒与第一混合物放入球磨机球磨50min，用筛子过筛，制成料粒；将料粒在1100℃的条件下真空烧结，制得耐冲击金属复合材料。
实施例1
将耐冲击金属复合材料放入球磨罐中进行机械球磨12h，将硅材料放入另一个球磨罐中进行机械球磨4h，分别用100目筛子过筛，制成耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒；按基底层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为1：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在400℃的温度下真空烧结，制得厚度为2mm的基底层；按中层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为2：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在500℃的温度下真空烧结，制得厚度为5mm的中层；按表面层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为4：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在500℃的温度下真空烧结，制得厚度为3mm的表面层；在所述中层的上下表面用稀硫酸溶液酸洗10min；在基底层的上表面均匀布置乳化炸药，将所述基底层的上表面与经过酸洗的中层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，再在表面层的下表面均匀布置乳化炸药，将经过酸洗的中层的上表面与所述表面层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，形成层叠结构；将层叠结构进行在压力为150mpa、温度为500℃的条件下热挤压，制得耐冲击金属复合板。
实施例2
将耐冲击金属复合材料放入球磨罐中进行机械球磨14h，将硅材料放入另一个球磨罐中进行机械球磨4.5h，分别用150目筛子过筛，制成耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒；按基底层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为1.2：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在450℃的温度下真空烧结，制得厚度为3mm的基底层；按中层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为2.4：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在525℃的温度下真空烧结，制得厚度为7mm的中层；按表面层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为4.2：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在530℃的温度下真空烧结，制得厚度为4mm的表面层；在所述中层的上下表面用稀硫酸溶液酸洗12min；在基底层的上表面均匀布置乳化炸药，将所述基底层的上表面与经过酸洗的中层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，再在表面层的下表面均匀布置乳化炸药，将经过酸洗的中层的上表面与所述表面层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，形成层叠结构；将层叠结构进行在压力为155mpa、温度为500℃的条件下热挤压，制得耐冲击金属复合板。
实施例3
将耐冲击金属复合材料放入球磨罐中进行机械球磨16h，将硅材料放入另一个球磨罐中进行机械球磨5h，分别用200目筛子过筛，制成耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒；按基底层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为1.5：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在500℃的温度下真空烧结，制得厚度为4mm的基底层；按中层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为3：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在550℃的温度下真空烧结，制得厚度为10mm的中层；按表面层的耐冲击金属复合材料与硅的重量百分比为5：1的关系称取耐冲击金属复合颗粒和硅颗粒，然后混合，在550℃的温度下真空烧结，制得厚度为5mm的表面层；在所述中层的上下表面用稀硫酸溶液酸洗14min；在基底层的上表面均匀布置乳化炸药，将所述基底层的上表面与经过酸洗的中层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，再在表面层的下表面均匀布置乳化炸药，将经过酸洗的中层的上表面与所述表面层的下表面通过爆炸焊接的方式连接，形成层叠结构；将层叠结构进行在压力为160mpa、温度为500℃的条件下热挤压，制得耐冲击金属复合板。
上述三个实施例所制得的复合板与单纯金属复合材料、市面上的金属复合板之间的比较如下表1所示：
由表1可知，本发明所述的耐冲击压缩板的拉伸强度、抗压强度、抗热变形力与单纯金属复合材料差不多，但是企业所得利润远远高于单纯金属复合材料；本发明所述的耐冲击压缩板的拉伸强度、抗压强度、抗热变形力与远远优于市面上的金属复合板，企业所得利润与市面上的金属复合板差不多。
实施例1-3中所制得的耐冲击压缩板在使用过程中，一般的抗压面为侧面或表面层，将实施例1-3中所制得的耐冲击压缩板的侧面或表面层的抗压能力等作比较可得如下表2：
由表2可知，本发明所述的耐冲击压缩板的侧面的拉伸强度、抗压强度、抗热变形力与表面层的差不多。
综上所述，本发明所述的耐冲击金属复合板及其制备方法，耐冲击力强，成本低，稳定性好，不易分裂，无污染，局限性小，而且制作工序少且短。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。