一種鋁鋼複合材料及其製備方法
2023-05-27 05:30:31
專利名稱：一種鋁鋼複合材料及其製備方法
技術領域：
發明屬於金屬複合材料科學領域，尤其是涉及一種延伸率好，結合強度高，電阻率 低，抗拉強度高、成本較低的鋁鋼複合材料及其製備方法。
背景技術：
鋼是含碳量在0. 021% -2. 11%之間的鐵碳合金。人們通常將其與鐵合稱為鋼鐵， 為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1. 7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有矽、錳、 硫、磷等。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材，他們包 含以下成分碳(Carbon)存在於所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度，我們通常希望 刀具級別的鋼材擁有0. 6%以上的碳，也成為高碳鋼。鉻(Chromium)增加耐磨損性，硬度，最重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認為是不鏽鋼。儘管 這麼叫，如果保養不當，所有鋼材都會生鏽猛(Manganese)重要的元素，有助於生成紋理結構，增加堅固性，和強度、及耐磨損性。在熱處理和 卷壓過程中使鋼材內部脫氧，出現在大多數的刀剪用鋼材中，除了 A-2，L-6和CPM 420V。鉬(Molybdenum)碳化作用劑，防止鋼材變脆，在高溫時保持鋼材的強度，出現在很多鋼材中，空氣 硬化鋼(例如A-2，ATS-34)總是包含或者更多的鉬，這樣它們才能在空氣中變硬。矽(Silicon)有助於增強強度。和錳一樣，矽在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。指含碳 量小於2%的鐵碳合金。根據成分不同，又可分為碳素鋼和合金鋼。根據性能和用途不同， 又可分為結構鋼、工具鋼和特殊性能鋼。鋁(aluminium)化學符號Al，原子序數13，原子量沈.981539，屬周期系IIIA族。 1825年丹麥H. C.奧斯特用無水三氯化鋁和鉀汞齊作用，得鋁汞齊，蒸去汞首次製得金屬 鋁；1827年德國F.維勒用金屬鉀做還原劑，從無水氯化鋁中還原出金屬鋁。此後，由於生 產成本高，金屬鋁的價格一直很昂貴。1886年美國C. M.霍爾和法國P.L.T.埃魯各自獨立 發明電解氧化鋁和冰晶石的熔鹽的方法，使鋁的價格大降，成為可供實用的金屬。鋁在地殼中的含量為8%，僅次於氧和矽。由於鋁的化學性質活潑，在自然界不 以金屬狀態存在，而以矽酸鋁形式廣泛分布於巖石、土壤和動、植物體內，礦物有鋁土礦、剛 玉、明礬、冰晶石。現代金屬鋁的製法都採用電解法，將純化的氧化鋁溶解在冰晶石中，以鋼 制電解槽的石墨襯裡為陰極，石墨棒為陽極，在1000°c電解，於陽極得液態金屬鋁，純度可 達 99. 8%o鋁是銀白色的輕金屬，熔點660. 370C，沸點M67°C，相對密度2. 702。純鋁較軟，有良好的延展性、導電性和導熱性。鋁是活潑金屬，在常溫下和乾燥的空氣中，鋁的表面形成 厚度約50埃的緻密氧化膜，使鋁不會進一步被氧化，並能耐水的腐蝕。在冷的濃硫酸或濃 硝酸中，鋁的表面被氧化，形成鈍化的氧化膜。鋁能與滷素、硫、氮、磷、碳作用，與矽、銅、鐵、 鋅、錫、鎂、錳形成合金。鋁是兩性的，既能溶於酸，形成鋁鹽；也能溶於鹼，生成鋁酸鹽。鋁的電子構型為(Ne)3s23pl，在化合物中通常表現為+3價，如A1203、A1C13、 A12(S04)3 ；只有在高溫下，才可能形成一價化合物，如AlCl。鋁容易形成礬，被稱為鋁礬， 如 KA1(S04)2 · 12H20。鋁的導電率雖然只有銅的2/3，但鋁的比重還不到銅的1/3，相同重量的鋁的導電 效率大於銅，因此鋁大量用於製造電線、電纜、電器設備和電訊器材。鋁合金的比重較鋼鐵 小得多，被大量用於製造飛機、汽車、火箭、宇航飛行器的物件，還廣泛用於製做門窗、房簷、 百葉窗及裝飾材料。鋁還是冶金工業中的還原劑，將鋁粉與狗203 (或狗304)粉末按一定比 例混合，用引燃劑點燃，反應產生高溫，可達3000°C，使還原出來的鐵熔化，以焊接鋼軌等， 此法也用於冶煉鎳、鉻、錳、釩等難熔金屬。鋁也用於製造精密儀器(如反射望遠鏡)的鏡 子，生產塗料和焰火。在日用品工業中大量製造炊具和餐具。鋁合金具有較好的強度，超硬鋁合金的強度可達600Mpa，普通硬鋁合金的抗拉強 度也達200-450Mpa，它的比鋼度遠高於鋼，因此在機械製造中得到廣泛的運用。鋁的導電性 僅次於銀和銅，居第三位，用於製造各種導線。鋁具有良好的導熱性，可用作各種散熱材料。 鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性，適合於各種壓力加工。隨著技術的飛速發展，金屬材料以其具有的眾多優點在各個領域都大顯身手。合 金材料及其製造技術也越來越先進，從而又促進合金的用途更為廣泛。但是，作為鋼、鋁復 合材料來說，目前市場主要採用熱複合爆炸，工藝落後，產量低，成品低，生產成本高，帶材 寬度窄，只能用於小零件。因此極大的限制其發展。
發明內容
為克服現有技術的不足，本發明提供一種延伸率好，結合強度高，電阻率低，抗拉 強度高、成本較低的鋁鋼複合材料及其製備方法。為實現上述目的，本發明通過如下技術方案加以實現一種鋁鋼複合材料，其化學成分重量比為鋁15 25%，鋼75 85%，其結構為
鋁與鋼複合成一體。為大工業生產便利，本發明還提供前述的鋁鋼複合材料的製備方法，所述製備步 驟為A、將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；B、通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；C、經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；D、用真空爐中650-850°C的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火1_4小時，使二種金屬 材料複合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；E、將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體；F、將帶材進行精軋；G、將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝。
具體實施例方式為了便於理解本發明，特結合具體實施方式
作進一步的說明，但本實施方式不應 看作是對本發明的任何限制。實施例1 一種鋁鋼複合材料，其化學成分重量比為招15%，鋼85%，其結構為鋁與鋼複合 成一體。為大工業生產便利，本發明還提供前述的鋁鋼複合材料的製備方法，所述製備步 驟為A、將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；B、通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；C、經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；D、用真空爐中650°C的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火1小時，使二種金屬材料復 合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；E、將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體；F、將帶材進行精軋；G、將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝。實施例2 一種鋁鋼複合材料，其化學成分重量比為鋁18%，鋼82%，其結構為鋁與鋼複合 成一體。為大工業生產便利，本發明還提供前述的鋁鋼複合材料的製備方法，所述製備步 驟為A、將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；B、經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；C、通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；D、用真空爐中800°C的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火4小時，使二種金屬材料復 合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；E、將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體；F、將帶材進行精軋；G、將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝。實施例3 一種鋁鋼複合材料，其化學成分重量比為鋁20%，鋼80%，其結構為鋁與鋼複合 成一體。為大工業生產便利，本發明還提供前述的鋁鋼複合材料的製備方法，所述製備步 驟為A、將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；B、經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；C、通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；D、用真空爐中850°C的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火2. 5小時，使二種金屬材料複合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；E、將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體；F、將帶材進行精軋；G、將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝。實施例4 作為本發明的優選實施例，一種鋁鋼複合材料，其化學成分重量比為鋁25%，鋼 75%，其結構為鋁與鋼複合成一體。為大工業生產便利，本發明還提供前述的鋁鋼複合材料的製備方法，所述製備步 驟為A、將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；B、經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；C、通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；D、用真空爐中850°C的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火2. 5小時，使二種金屬材料 複合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；E、將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體；F、將帶材進行精軋；G、將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝。
權利要求
1.一種鋁鋼複合材料，其特徵在於其化學成分重量比為鋁15 25%，鋼75 85%， 其結構為鋁與鋼複合成一體。
2.一種根據權利要求1所述的鋁鋼複合材料的製備方法，其特徵在於，所述製備步驟為A、將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；B、通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；C、經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；D、用真空爐中650-850°C的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火1-4小時，使二種金屬材料 複合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；E、將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體；F、將帶材進行精軋；G、將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝。
全文摘要
本發明公開了一種鋁鋼複合材料，其化學成分重量比為鋁15～25％，鋼75～85％，其結構為鋁與鋼複合成一體。本發明還公開了鋁鋼複合材料的製備方法，製備步驟為將鋁和鋼通過表面處理後，經冷軋軋機軋製成高精度鋼帶和高精度鋁帶；通過表面清洗後，去除表面殘留物、脫脂；經冷軋軋機軋製成高精度鋁鋼複合帶；用真空爐中650-850℃的溫度下，對鋁鋼複合帶進行退火1-4小時，使二種金屬材料複合層的結構分子溶合，然後再在真空爐中冷卻至室溫；將兩種帶材進行複合，使帶材複合成一體、精軋；將複合材料進行平整、拋光，按照用戶的要求對帶材進行分剪後進行包裝即可。
文檔編號C22C38/06GK102080180SQ200910170129
公開日2011年6月1日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者葉偉德 申請人:浙江兆隆合金股份有限公司