通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法
2023-05-29 07:18:26 1
專利名稱：通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造金屬複合板的方法。
背景技術：
現代工業應用對金屬板材的綜合性能要求越來越高，同時要最大程度的降 低生產成本。金屬複合板在滿足表面性能與整體性能的同時最大程度的降低了 金屬板材的生產成本。金屬複合板一般由覆板與基板組成，覆板是覆蓋於基板 之上的一層金屬薄板，主要用於提高複合板的各種表面性能，諸如耐腐蝕性和 耐磨性，金屬複合板一般兼具基板材料與覆板材料的優點，同時避免了他們的 缺點。目前生產金屬複合板的方法主要有爆炸焊、堆焊和熱壓軋制等。爆炸焊 是利用炸藥的衝擊力使覆板與基板結合，但危險性高，大面積生產需要在遠離
人煙的地方進行；堆焊是在電弧熱的作用下在基板上熔敷一層表面材料，但熱 輸入大，易引起基板的變形，而且堆焊層的表面不平整，堆焊之後仍需要大量 的機械加工；熱壓軋制是用軋機將疊放在一起的覆板與基板軋制在一起，該方 法適用面窄，不便於生產各種小批量、圓形等特殊形狀的複合板。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有的製造金屬複合板的方法存在焊層表面不 平整、工序複雜以及適用範圍窄的問題，進而提供了一種通過攪拌摩擦製造金 屬複合板的方法。
本發明的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法是按照以下步驟實現的 步驟一、將金屬覆板置於金屬基板的上端面上，將金屬覆板與金屬基板均
固定在工作檯上，金屬覆板的厚度為0. 3 10咖，金屬基板的厚度為0. 3 100 咖；
步驟二、將攪拌頭置於金屬覆板的上表面上的任意位置，攪拌頭與豎直方 向的夾角a為0 10。，攪拌頭以200 3000轉/分的轉速穿過金屬覆板扎入 金屬基板內，攪拌頭的下扎速度為1 5mm/分鐘，扎入金屬基板的深度為0. l 100 mm;步驟三、當攪拌頭達到設定的下扎深度時，攪拌頭3以10 1000 mm/分 的速度沿水平方向移動，直到金屬覆板與金屬基板複合完畢為止。
本發明的有益效果是 一、本發明通過攪拌摩擦製造金屬複合板，由於產 生的熱量小，因此熱變形小，金屬複合板的表面平整；二、本發明通過攪拌 摩擦製造金屬複合板的方法操作簡單、成本低，加工過程不產生汙染物；三、 本發明不僅可以製造水平板面的複合板，還可以製造圓柱板面的複合板，應用 範圍廣。
圖1是本發明的加工過程示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一如圖l所示，本實施方式所述的通過攪拌摩擦製造金屬 複合板的方法是按照以下步驟實現的
步驟一、將金屬覆板1置於金屬基板2的上端面上，將金屬覆板1與金屬 基板2均固定在工作檯上，金屬覆板l的厚度為0.3 10咖，金屬基板2的厚
度為0.3 100咖；
步驟二、將攪拌頭3置於金屬覆板1的上表面上的任意位置，攪拌頭3 與豎直方向的夾角a為0 10° ，攪拌頭3以200 3000轉/分的轉速穿過金屬 覆板1扎入金屬基板2內，攪拌頭3的下扎速度為1 5 mm/分鐘，扎入金屬 基板2的深度為0.1 mm 100mm;
步驟三、當攪拌頭3達到設定的下扎深度時，攪拌頭3以10 1000 mm/ 分的速度沿水平方向移動，直到金屬覆板1與金屬基板2複合完畢為止。
攪拌頭3為現有技術。
具體實施方式
二如圖1所示，本實施方式步驟一中所述的金屬覆板1 為鋁板或鋁合金板，金屬基板2為鎂板或鎂合金板。可以根據具體應用情況選 擇複合板的材料。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖1所示，本實施方式步驟一中所述的金屬覆板1 為鎂板或鎂合金板，金屬基板2為不鏽鋼板。可以根據具體應用情況選擇複合 板的材料。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四如圖1所示，本實施方式步驟一中所述的金屬覆板1為鋁板或鋁合金板，金屬基板2為不鏽鋼板。可以根據具體應用情況選擇複合 板的材料。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五如圖1所示，本實施方式步驟一中所述的金屬覆板1 為鋁板或鋁合金板，金屬基板2為銅板或銅合金板。可以根據具體情況選擇復 合板的材料。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六如圖1所示，本實施方式步驟一中所述的金屬覆板1 為不鏽鋼板，金屬基板2為碳鋼板。可以根據具體情況選擇複合板的材料。其 它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七如圖1所示，本實施方式步驟二中所述的攪拌頭3與豎 直方向的夾角a為2 5。。可以根據複合板的材料的具體情況選擇夾角a的 大小，使攪拌頭3易於扎入金屬基板2。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式步驟二中所述的攪拌頭3的轉速為500 2000轉/分。可以根據複合板材料的具體情況選擇攪拌頭3的轉速大小，使攪 拌頭3易於扎入金屬基板2。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式步驟二中所述的攪拌頭3的下扎速度為2 4mm/分。可以根據複合板材料的具體情況選擇攪拌頭3下扎速度的大小，使 攪拌頭3易於扎入金屬基板2。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十本實施方式步驟三中所述的攪拌頭3以100 500mm/ 分的速度沿水平方向移動。可以根據複合板材料的具體情況選擇攪拌頭3的水 平移動速度，以增加金屬複合板的結合強度。其它與具體實施方式
一相同。
實施例
步驟一、將LF6鋁合金板置於AZ31B鎂合金板的上端面上，將鋁合金板與 鎂合金板均固定在工作檯上，鋁合金板的厚度為3 mm，鎂合金板的厚度為10 mm;
步驟二、將攪拌頭3置於鋁合金板的上表面上的任意位置，攪拌頭3與豎 直方向的夾角a為3。，攪拌頭3以600轉/分的速度穿過鋁合金板扎入鎂合 金板，攪拌頭3的下扎速度為2. 5 mm/分，扎入鎂合金板的深度為4. 2mm;
步驟三、當攪拌頭3達到設定的下扎深度時，攪拌頭3以50 mm /分的速 度沿水平方向移動，在攪拌頭的攪拌摩擦作用下鋁合金板與鎂合金板結合在一起形成了鎂鋁複合板<
權利要求
1、一種通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵在於它是按照以下步驟實現的步驟一、將金屬覆板(1)置於金屬基板(2)的上端面上，將金屬覆板(1)與金屬基板(2)均固定在工作檯上，金屬覆板(1)的厚度為0.3～10mm，金屬基板(2)的厚度為0.3～100mm；步驟二、將攪拌頭(3)置於金屬覆板(1)的上表面上的任意位置，攪拌頭(3)與豎直方向的夾角a為0～10°，攪拌頭(3)以200～3000轉/分的轉速穿過金屬覆板(1)扎入金屬基板(2)內，攪拌頭(3)的下扎速度為1～5mm/分鐘，扎入金屬基板(2)的深度為0.1mm～100mm；步驟三、當攪拌頭(3)達到設定的下扎深度時，攪拌頭(3)以10～1000mm/分的速度沿水平方向移動，直到金屬覆板(1)與金屬基板(2)複合完畢為止。
2、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟一中所述的金屬覆板(1)為鋁板或鋁合金板，金屬基板(2)為鎂 板或鎂合金板。
3、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟一中所述的金屬覆板(1)為鎂板或鎂合金板，金屬基板(2)為不 鏽鋼板。
4、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟一中所述的金屬覆板(1)為鋁板或鋁合金板，金屬基板(2)為不 鏽鋼板。
5、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟一中所述的金屬覆板(1)為鋁板或鋁合金板，金屬基板(2)為銅 板或銅合金板。
6、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟一中所述的金屬覆板(1)為不鏽鋼板，金屬基板(2)為碳鋼板。
7、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟二中所述的攪拌頭(3)與豎直方向的夾角(a)為2 5° 。
8、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟二中所述的攪拌頭(3)的轉速為500 2000轉/分。
9、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟二中所述的攪拌頭(3)的下扎速度為2 4mm/分。
10、 根據權利要求1所述的通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，其特徵 在於步驟三中所述的攪拌頭(3)以100 500mm/分的速度沿水平方向移動。
全文摘要
通過攪拌摩擦製造金屬複合板的方法，它涉及一種製造金屬複合板的方法。本發明解決了現有的製造金屬複合板的方法存在焊層表面不平整、工序複雜以及適用範圍窄的問題。將金屬覆板置於金屬基板的上端面上，將金屬覆板與金屬基板均固定在工作檯上；將攪拌頭置於金屬覆板的上表面上的任意位置，攪拌頭與豎直方向的夾角a為0～10°，攪拌頭以200～3000轉/分的轉速穿過金屬覆板扎入金屬基板內，攪拌頭的下扎速度為1～5mm/分鐘，扎入金屬基板的深度為0.1～100mm；當攪拌頭達到設定的下扎深度時，攪拌頭以10～1000mm/分的速度沿水平方向移動，直到金屬覆板與金屬基板複合完畢為止。本發明的方法操作簡單、成本低，加工過程不產生汙染物。
文檔編號B23K20/12GK101579784SQ200910072390
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者超 劉, 劉會傑, 張超群, 沈俊軍, 黃永憲 申請人:哈爾濱工業大學