本发明涉金属加工领域,特别涉及一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法。
背景技术：
金属层状复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学和力学性能不同的金属在界面上实现牢固冶金结合而制备出的一种新型材料。层状复合材料各组元保持各自的相对独立性,但又不是组元材料简单的叠加,因此其物理、化学和力学性能比单一金属优越很多,也就是所谓的复合效应,从而在需要抗磨损、抗腐蚀、抗冲击等许多特殊领域得到广泛的应用。
现有中,对于手机壳体和家用生活电器产品的外壳,需求生产厂家对于生产的手机壳体/电器产品外壳是一体成型的,同时,又希望生产加工的手机壳体/电器产品的外壳具有弧形边框/镜面边框,以满足修饰美观产品外观的需求。
对于手机壳体/电器产品外壳是一体成型的,现有中,常常采用的是使用单一的材料进行冲压和cnc加工成型,但该种生产加工方法无法满足具有弧形边/镜面边,而且,采用单一的材料进行cnc加工,其产品的壳体厚度不能做到匹配相应的厚度,同时，还存在其它方面的缺陷，例如现有中，用于成型的两种材料不锈钢和铝合金，其两种材料的不足在于,一是，对于不锈钢材料，其偏重、不易散热、加工难度大、加工时间长、成本高且形状难以满足要求，二是，对于铝合金，其冲压形状有限制结构，冲压产品表面有裂纹、表面硬度不足、无法满足镜面效果；而现有中,满足具有弧形边框/镜面边框的手机壳体/电器产品外壳，现有中的手机壳体/电器产品外壳又不是一体成型。再者，需求现有中手机壳体/电器产品外壳是复合材料的，从而在满足抗磨损、抗腐蚀和抗冲击的要求，但现有中使用复合材料的手机壳体/电器产品外壳较少，且相关技术中，对于复合后的材料的复合强度、剥离力和介电常数等技术问题未有得很好的解决方案。
技术实现要素：
本发明的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷,提供一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,采用真空复合技术对复合材料进行复合，且制备的复合材料的复合强度高、剥离力强。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤a辊轧前化学表面处理,其包括：
a.将不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料浸入碱性清洗液中浸泡,并配合超声波清洗机的清洗,去除不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料浸入酸性溶液中进行清洗、除去不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜，利用超声波清洗机对酸洗后的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干；
步骤b辊轧前加热处理
将加热炉的炉腔加热至300℃～500℃,保持加热炉的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉的炉腔内加热10min～15min；
步骤c辊轧复合
将加热后的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机内进行辊轧复合,将不锈钢板材胚料与铝合金板材胚料或钛合金板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为0.1～103pa的低真空环境完成,不锈钢/钛合金板材胚料、铝合金板材胚料和复合板材胚料的辊轧下压的变形量均为20％～50％；
步骤d辊轧退火
将加热炉的炉腔加热至300℃～500℃,保持加热炉的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉的炉腔内扩散退火8min～10min,取出冷却后至室温,得不锈钢与铝合金复合板或钛合金与铝合金复合板。
作为对上技术方案的进一步阐述，
在上述技术方案中，步骤a中,碱性清洗液为ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液,且不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料在naoh溶液中浸泡时间为3～5min；酸性清洗液为ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液,且不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料在混合酸液中浸泡时间为10～15s。
在上述技术方案中，所述不锈钢/钛合金板材胚料的厚度为0.15～1.5mm,所述铝合金板材胚料厚度为0.15～3mm,且辊轧复合后的不锈钢与铝合金复合板或钛合金与铝合金复合板的厚度为0.15～3mm。
在上述技术方案中,步骤b中,进行辊轧前加热处理的加热温度设定400℃,加热时间为15min；
步骤c中,辊轧复合置于真空度设置为102pa的低真空环境完成,不锈钢/钛合金板材胚料、铝合金板材胚料和复合板材胚料的辊轧下压的变形量均为40％；
步骤d中,辊轧退火的扩散退火温度设定为400℃,退火时间为10min,且辊轧复合后的不锈钢与铝合金复合板或钛合金与铝合金复合板的厚度为1mm。
在上述技术方案中,所述不锈钢为sus304,所述钛合金为ta1,所述铝合金为al5052。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明制备复合材料的方法采用真空复合技术，将金属(铝合金+不锈钢、铝合金+钛合金)置于低真空环境下，利用辊轧机产生的不同压力差，使两种不同的金属材料贴合在一起，由于复合时，辊轧机的压辊是置于低真空环境中的，辊压时，辊压的阻力小且相互复合的金属的端面不与空气接触，复合的复合材料复合强度高，剥离力强且生产加工效率高。
附图说明
图1为本发明复合材料的制备方法的流程图；
图2为实施本发明复合材料制备方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参考附图1-2，一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,分如下步骤完成：辊轧前化学表面处理(s01)—辊轧前加热处理(s02)—辊轧复合(s03)—辊轧退火(s04)，
在本实施例中,所述不锈钢为sus304,所述钛合金为ta1,所述铝合金为al5052，而复合材料的制备方法的具体步骤如下：
步骤s01辊轧前化学表面处理(附图2中未显示此步骤),其包括：
a.将厚度为0.15～1.5mm的不锈钢/钛合金板材胚料和厚度为0.15～3mm的铝合金板材胚料浸入碱性清洗液中浸泡3～5min，该碱性清洗液为ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液,并配合超声波清洗机的清洗,去除不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料浸入酸性溶液中进行清洗、该除去不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜，该酸性溶液为ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液,且不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料在混合酸液中浸泡时间为10～15s；清洗后再利用超声波清洗机对酸洗后的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干，烘干采用加热炉；
步骤s02辊轧前加热处理,辊轧前加热处理包括如下工序：
将加热炉001的炉腔加热至300℃～500℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉的炉腔内加热10min～15min；
步骤s03辊轧复合,进行辊轧复合的工序如下：
将加热后的不锈钢/钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机002内进行辊轧复合,将不锈钢板材胚料与铝合金板材胚料或钛合金板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为0.1～103pa的低真空环境(参考附图2中的真空区域)完成,不锈钢/钛合金板材胚料、铝合金板材胚料和复合板材胚料的辊轧下压的变形量均为20％～50％,辊轧复合后的不锈钢与铝合金复合板或钛合金与铝合金复合板的厚度为0.15～3mm。通过将辊轧复合置于低真空环境中,能使辊压机的压辊在辊压过程中减速空气的阻力，并减速辊压复合的材料的复合面与空气的接触,从而增强复合材料的复合强度，通过采用真空复合技术，使的复合材料的剥离力达到10～15n/mm,介电常数在0.3～0.5欧姆之间。
步骤s04辊轧退火，辊轧退火的工序如下：
将加热炉001的炉腔加热至300℃～500℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉001的炉腔内扩散退火8min～10min,取出冷却后至室温,得不锈钢与铝合金复合板或钛合金与铝合金复合板,通过辊轧退火,消除复合材料的内应力,不锈钢/钛合金与铝合金复合板的结合强度上升至20～30n/mm。
实施例2
参考附图1-2，一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,其步骤如下：
步骤s01辊轧前化学表面处理(附图2中未显示此步骤),其包括：
a.将厚度为0.3mm的不锈钢板材胚料和厚度为1.5mm的铝合金板材胚料浸入ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液中浸泡3～5min，再配合超声波清洗机的清洗,去除不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料浸入ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液中浸泡10～15s；除去不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜；清洗后再利用超声波清洗机对酸洗后的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干,烘干采用加热炉；
步骤s02辊轧前加热处理,辊轧前加热处理包括如下工序：
将加热炉001的炉腔加热至400℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉001的炉腔内加热15min；
步骤s03辊轧复合,进行辊轧复合的工序如下：
将加热后的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机002内进行辊轧复合,将不锈钢板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为102pa的低真空环境完成,不锈钢板材胚料辊轧下压的变形量为20％，铝合金板材胚料辊轧下压的变形量为50％,复合后的不锈钢与铝合金复合板厚度为1.0mm。通过将辊轧复合置于低真空环境中,能使辊压机002的压辊在辊压过程中减速空气的阻力，并减速辊压复合的材料的复合面与空气的接触,从而增强复合材料的复合强度，通过采用真空复合技术，使的复合材料的剥离力达到15n/mm,介电常数在0.3～0.5欧姆之间。
步骤s04辊轧退火，辊轧退火的工序如下：
将加热炉002的炉腔加热至400℃,保持加热炉002的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉的炉腔内扩散退火10min,取出冷却后至室温,得不锈钢与铝合金复合板,通过辊轧退火，消除复合材料的内应力，不锈钢与铝合金复合板的结合强度上升至30n/mm。
实施例3
参考附图1-2，一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,其步骤如下：
步骤s01辊轧前化学表面处理(附图2中未显示此步骤),其包括：
a.将厚度为0.15mm的不锈钢板材胚料和厚度为0.15mm的铝合金板材胚料浸入ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液中浸泡3～5min，再配合超声波清洗机的清洗,去除不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料浸入ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液中浸泡10～15s；除去不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜；清洗后再利用超声波清洗机对酸洗后的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干,烘干采用加热炉；
步骤s02辊轧前加热处理,辊轧前加热处理包括如下工序：
将加热炉001的炉腔加热至300℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉001的炉腔内加热10min；
步骤s03辊轧复合,进行辊轧复合的工序如下：
将加热后的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机002内进行辊轧复合,将不锈钢板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为103pa的低真空环境完成,不锈钢板材胚料辊轧下压的变形量为50％，铝合金板材胚料辊轧下压的变形量为50％,复合后的不锈钢与铝合金复合板厚度为0.15mm。通过将辊轧复合置于低真空环境中,能使辊压机002的压辊在辊压过程中减速空气的阻力，并减速辊压复合的材料的复合面与空气的接触,从而增强复合材料的复合强度，通过采用真空复合技术，使的复合材料的剥离力达到15n/mm,介电常数在0.3～0.5欧姆之间。
步骤s04辊轧退火，辊轧退火的工序如下：
将加热炉002的炉腔加热至300℃,保持加热炉002的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉的炉腔内扩散退火8min,取出冷却后至室温,得不锈钢与铝合金复合板,通过辊轧退火，消除复合材料的内应力，不锈钢与铝合金复合板的结合强度上升至20n/mm。
实施例4
参考附图1-2，一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,其步骤如下：
步骤s01辊轧前化学表面处理(附图2中未显示此步骤),其包括：
a.将厚度为1.5mm的不锈钢板材胚料和厚度为3mm的铝合金板材胚料浸入ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液中浸泡3～5min，再配合超声波清洗机的清洗,去除不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料浸入ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液中浸泡10～15s；除去不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜；清洗后再利用超声波清洗机对酸洗后的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干,烘干采用加热炉；
步骤s02辊轧前加热处理,辊轧前加热处理包括如下工序：
将加热炉001的炉腔加热至500℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉001的炉腔内加热12min；
步骤s03辊轧复合,进行辊轧复合的工序如下：
将加热后的不锈钢板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机002内进行辊轧复合,将不锈钢板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为10pa的低真空环境完成,不锈钢板材胚料辊轧下压的变形量为40％，铝合金板材胚料辊轧下压的变形量为30％,复合后的不锈钢与铝合金复合板厚度为3.0mm。通过将辊轧复合置于低真空环境中,能使辊压机002的压辊在辊压过程中减速空气的阻力，并减速辊压复合的材料的复合面与空气的接触,从而增强复合材料的复合强度，通过采用真空复合技术，使的复合材料的剥离力达到10n/mm,介电常数在0.3～0.5欧姆之间。
步骤s04辊轧退火，辊轧退火的工序如下：
将加热炉002的炉腔加热至500℃,保持加热炉002的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉的炉腔内扩散退火10min,取出冷却后至室温,得不锈钢与铝合金复合板,通过辊轧退火，消除复合材料的内应力，不锈钢与铝合金复合板的结合强度上升至15n/mm。
实施例5
参考附图1-2，一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,其步骤如下：
步骤s01辊轧前化学表面处理(附图2中未显示此步骤),其包括：
a.将厚度为1mm的钛合金板材胚料和厚度为2mm的铝合金板材胚料浸入ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液中浸泡3～5min，再配合超声波清洗机的清洗,去除钛合金板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料浸入ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液中浸泡10～15s；除去钛合金板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜；清洗后再利用超声波清洗机对酸洗后的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将钛合金板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干，烘干采用加热炉；
步骤s02辊轧前加热处理,辊轧前加热处理包括如下工序：
将加热炉001的炉腔加热至500℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉001的炉腔内加热12min；
步骤s03辊轧复合,进行辊轧复合的工序如下：
将加热后的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机002内进行辊轧复合,将钛合金板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为1pa的低真空环境完成,钛合金板材胚料辊轧下压的变形量为30％，铝合金板材胚料辊轧下压的变形量均为40％,复合后的钛合金与铝合金复合板厚度为1.9mm。通过将辊轧复合置于低真空环境中,能使辊压机002的压辊在辊压过程中减速空气的阻力,并减速辊压复合的材料的复合面与空气的接触,从而增强复合材料的复合强度,通过采用真空复合技术,使的复合材料的剥离力达到13n/mm,介电常数在0.3～0.5欧姆之间。
步骤s04辊轧退火，辊轧退火的工序如下：
将加热炉002的炉腔加热至400℃,保持加热炉002的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉的炉腔内扩散退火8min,取出冷却后至室温,得钛合金与铝合金复合板,通过辊轧退火，消除复合材料的内应力，不锈钢与铝合金复合板的结合强度上升至22n/mm。
实施例6
参考附图1-2，一种不锈钢或钛合金与铝合金复合材料的制备方法,其步骤如下：
步骤s01辊轧前化学表面处理(附图2中未显示此步骤),其包括：
a.将厚度为1.2mm的钛合金板材胚料和厚度为1.5mm的铝合金板材胚料浸入ph值为10-12、质量分数为25％～35％的naoh溶液中浸泡3～5min，再配合超声波清洗机的清洗,去除钛合金板材胚料和铝合金板材胚料的表面油污；
b.将上述冲洗完的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料浸入ph值为3-4的硝酸、硫酸和磷酸的混合酸溶液中浸泡10～15s；除去钛合金板材胚料和铝合金板材胚料表面氧化膜；清洗后再利用超声波清洗机对酸洗后的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料进行清洗,并将钛合金板材胚料和铝合金板材胚料去水烘干，烘干采用加热炉；
步骤s02辊轧前加热处理,辊轧前加热处理包括如下工序：
将加热炉001的炉腔加热至400℃,保持加热炉001的炉腔温度恒定并将完成辊轧前化学表面处理的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入加热炉001的炉腔内加热15min；
步骤s03辊轧复合,进行辊轧复合的工序如下：
将加热后的钛合金板材胚料和铝合金板材胚料送入辊压机002内进行辊轧复合,将钛合金板材胚料与铝合金板材胚料辊轧为复合板材胚料,且辊轧复合置于真空度设置为0.1pa的低真空环境完成,钛合金板材胚料辊轧下压的变形量为25％，铝合金板材胚料辊轧下压的变形量均为40％,复合后的钛合金与铝合金复合板厚度为1.2mm。通过将辊轧复合置于低真空环境中,能使辊压机002的压辊在辊压过程中减速空气的阻力,并减速辊压复合的材料的复合面与空气的接触,从而增强复合材料的复合强度,通过采用真空复合技术,使的复合材料的剥离力达到12n/mm,介电常数在0.3～0.5欧姆之间。
步骤s04辊轧退火，辊轧退火的工序如下：
将加热炉002的炉腔加热至400℃,保持加热炉002的炉腔温度恒定并将完成辊轧的复合板材胚料送入加热炉的炉腔内扩散退火8min,取出冷却后至室温,得钛合金与铝合金复合板,通过辊轧退火，消除复合材料的内应力，不锈钢与铝合金复合板的结合强度上升至28n/mm。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制,凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。