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爆炸复合与轧制联合技术产业化论证单位：南京理工大学弹道国防科技重点实验室项目负责人：王铁福教授联系电话：（025）84316318南京理工大学弹道国防科技重点实验室二00四年四月第一章爆炸焊接技术简介一、爆炸焊接技术的基本原理在现代金属材料的加工工艺中，与常规的许多金属压力加工和机械加工工艺相对应及相辅相成的，还有一种为人们逐渐熟悉的高能率加工工艺，这种工艺以化学能、电能、电磁能为主要能源，并在毫秒和微秒数量级的时间内将能量传递给金属，对材料进行预定形式加工，从而形成了现代金属高能率加工的高科技领域。
在这一领域中以炸药为能源的爆炸焊接与复合技术，历史最悠久、应用最广泛、技术最成熟。
爆炸焊接实质上是一种以炸药为能源的压力焊，熔化焊和扩散焊“三位一体”的金属焊接的新工艺及新技术。
下面以爆炸复合板为例来讨论金属爆炸焊接的过程、实质，并由此简述爆炸焊接的原理。
如图 1.所示：飞板3平行或成一定角度悬置于基板4之上，使两板维持一定间距；把炸药2均匀地敷设于飞板3之上；炸药经雷管引爆后，爆轰波自左向右传播；在强大的爆轰产物1压力作用下，悬置的飞板向下飞行，并与基板在碰撞点6发生高速斜碰撞；高速碰撞形成的再入射流5具有使金属表面自清理的功能。
与此同时金属塑性变形的热效应将覆板高速运动的动能的90%-95％转换成热能。
如此大量的热能在近似绝热的情况下将促使塑性变形后的金属的温度升高。
当此温度达到金属的熔点以后，就会使紧靠界面的一薄层塑性变形金属发生熔化。
剩余的热能还会使部分塑性变形金属发生回复和再结晶，并使双金属整体的温度升高。
由金属物理学的基本原理可知，由于不同金属界面上的高压、高温和高温下金属的塑性变形及熔化等条件的存在及其综合作用，必然导致基体金属原子间的相互扩散。
这样当界面上的那一薄层塑性变形和熔化了的金属迅速冷凝后，便在界面上形成包括有金属塑性变形特征、熔化特征和原子间扩散特征的结合区。
上述分析表明，爆炸载荷最终在结合区转换和分配成三种主要形式的能量：一薄层金属的塑性变形能、熔化能和扩散能。
复合板轧制工艺流程
复合板轧制工艺是一种重要的金属加工工艺，用于生产各种复合板材料，例如铝复合板、钢铝复合板等。
该工艺流程通常包括以下几个主要步骤：
1. 材料准备，首先需要准备用于制作复合板的原材料，通常是铝板和钢板。
这些原材料需要经过清洗、涂层等预处理工艺，以确保表面清洁并具有良好的附着力。
2. 堆叠组合，在复合板轧制工艺中，铝板和钢板通常会被堆叠在一起，形成一个复合结构。
这个过程需要精确的对齐和叠放，以确保最终复合板的质量和性能。
3. 热轧压制，堆叠好的复合板材料被送入热轧机中进行轧制。
在高温和高压下，铝和钢板会发生塑性变形，从而实现两种材料的结合。
热轧过程中需要控制温度、压力和轧制速度，以确保复合板的厚度和表面质量符合要求。
4. 冷轧整平，经过热轧后的复合板可能存在一定的变形和不平整，因此需要进行冷轧整平处理。
这个步骤可以使复合板的厚度和
平整度达到设计要求。
5. 切割和成型，最后，经过轧制和整平处理的复合板会被切割成所需的尺寸，并进行成型加工，以满足最终产品的要求。
总的来说，复合板轧制工艺流程涉及材料准备、堆叠组合、热轧压制、冷轧整平以及切割成型等多个环节。
这些步骤需要精密的设备和严格的工艺控制，以确保最终生产出高质量的复合板材料。
提高轧制复合质量的有效方法随着科学技术和工业的发展，单质金属材料往往不能满足使用需要，大量复合材料被加以应用。
轧制复合技术是制备金属基复合材料的一种重要技术，因其工艺成熟、简单，在金属基复合材料的制备中占有一定的优势，然而，轧制复合质量仍有待提高，一些新技术新方法正在研发之中。
一．添加中间夹层。
在基材与复材之间添加中间夹层是提高复合质量的行之有效的方法。
中间夹层在轧制前以片、箔或喷、镀、沉积层膜的方式添加在基材与覆材之间。
添加中间夹层的方式能有效降低轧制时所需要的压力并得到较好的金属复合。
东北大学采用了在不锈钢与碳钢之间添加中间夹层的方法成功使用较小的压力实现了异质金属间的有效复合，其复合强度与未添加中间层直接轧制时相比有显著的提高。
二．提高待复合金属的初步结合强度。
目前提高待复合金属的初步结合强度的方法主要是焊接。
焊接-轧制法的焊接方式主要有爆炸焊接、钎焊、电子束焊接等。
其基本原理是先将待复合金属通过焊接得到初步的结合，再通过轧制的方法加工到需要的尺寸并提高金属间的复合强度。
焊接-轧制法适用于大多数金属的复合。
焊接-轧制法使用焊接得到金属材料的初步结合，能降低轧制时的轧制力，提高复合强度，但是对于金属薄板复合，焊接应力对板形的影响很大，因此该法并不适用于金属薄板的复合。
东北大学采用电子束焊接－热轧技术，对待复合表面进行电子束焊接并进行热轧，成功实现了钢材之间的热轧复合。
复合后结合处无明显界限，界面结合率达到99％以上，复合界面处无尺寸大于0.1ｍｍ的集中缺陷。
三．对金属覆材进行物理保护。
对待复合表面进行物理保护，隔绝表面与大气发生反应是提高复合强度的一个重要方面。
包套轧制法就是对待复合金属进行物理保护的方法之一，其基本原理是将待复合金属进行表面处理后放置在由与之性能相近的另一种金属制作的包套中，再通过包套上的抽气孔对包套内抽真空到一定程度并密封保持内部负压，再进行加热轧制。
我国利用包套轧制法已经成功地制备了厚度2.7mm的TiAl基合金板材。
复合板热轧技术及生产工艺控制复合板热轧技术是一种将两种或多种不同材料通过热轧而形成的复合板材的加工方法。
这种技术在汽车制造、建筑领域以及其他行业中具有广泛的应用。
本文将从热轧工艺、原材料选择和工艺控制等方面介绍复合板热轧技术及其生产工艺控制。
一、热轧工艺复合板热轧工艺是通过在高温下将两种或多种不同材料完全融合和压制而形成的。
具体工艺包括预处理、热轧、冷却和辊压等步骤。
预处理是为了保证原材料表面的光洁度和清洁度，以减少热轧过程中的氧化和污染。
热轧是主要的加工步骤，需要控制好轧制温度、轧制速度和轧制压力等参数。
冷却是为了使复合板迅速冷却并保持其形状和力学性能。
辊压是为了进一步改善复合板的表面质量。
二、原材料选择复合板热轧的原材料主要包括金属材料和非金属材料。
金属材料通常是钢板、铝板或铜板等。
非金属材料可以是塑料板、橡胶板或陶瓷板等。
在选择原材料时，需要考虑其熔点、形变能力和结合性能等因素。
原材料应该有相似的热膨胀系数和热导率，以减少在热轧过程中的材料失配和变形。
三、工艺控制在复合板热轧的生产过程中，工艺控制是非常重要的。
有效的工艺控制可以保证复合板的表面质量和力学性能。
其中关键的控制参数包括轧制温度、进给速度、辊压力和冷却速度等。
1.轧制温度：合适的轧制温度对于保证复合板的形变能力和结合性能至关重要。
如果温度过低，会导致材料难以塑性变形和复合，而温度过高则可能引起过烧、氧化和结构疏松等问题。
2.进给速度：进给速度的选择应该考虑到材料的塑性变形能力和复合板的厚度。
过大的进给速度可能导致辊压力不均匀和表面质量不佳，而过小的进给速度可能导致过烧和过热。
3.辊压力：辊压力的控制可以影响复合板的密度和力学性能。
过大的辊压力可能导致复合板变形不均匀，而过小的辊压力则可能导致复合板结合性能差。
4.冷却速度：冷却速度对复合板的形状和力学性能具有重要影响。
不同材料的冷却速度可以调整复合板的相变行为和结合性能。
总之，复合板热轧技术是一种重要的加工方法，可以实现不同材料的有效复合。
复合板的复合方法
复合板的复合方法有多种，以下是一些常见的复合方法：
1. 爆炸复合法：利用炸药作能源，在炸药的高速引爆和冲击作用下将不同金属大面积焊接在一起。
2. 轧制复合法：在轧机的轧制力作用下，使两种金属的待复合表面发生塑性变形，从而导致金属表层破裂，从破裂处露出的新鲜金属相互接触，在压力作用下使金属间形成冶金结合。
根据轧制时的温度可将轧制复合法分为热轧和冷轧。
3. 爆炸-轧制复合法：利用爆炸复合技术将需要复合的两种或两种以上的金
属板，按一定的厚度配比焊接制成复合板坯，然后在根据不同的条件和要求，热轧或冷轧成所需厚度规格的复合板。
4. 粉末冶金法：将混合均匀的金属粉末平铺在基体金属表面进行压制，然后在保护性气氛下高温烧结，最后经切削加工制成复合材料成品。
5. 扩散复合法：将两种金属紧密贴合，在一定温度和压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散形成冶金结合。
6. 离心铸造法：将熔融的合金熔液浇入旋转的基体金属铸型中，在离心力的作用下，合金熔液附着于铸型内壁，快速冷却凝固后，与基体金属紧密结合在一起。
7. 浇铸复合法：将基体金属进行表面预处理并预热到一定温度，然后将其浸入装满复层金属液的铸模型腔中，或是将基体金属放入铸模型腔中，然后向铸模型腔浇铸复层金属液，液态金属凝固冷却后形成复合材料。
8. 连铸连轧复合法：结合了传统的铸造法与轧制法，将高温金属液连续浇铸在基体钢板表面，使液态金属在半凝固状态与固态基体金属同时在轧机上连续轧制，利用轧机的轧制力和液态金属的高温扩散使两种金属形成冶金结合。
以上信息仅供参考，具体复合方法需要根据材料、用途等因素进行选择。
说明书摘要1120462CN本实用新型公开了一种铝板卷复合轧制设备，该轧制设备主要包括：轧机、移动辊道、开卷机和卷取机。
可拆卸的输入移动辊道和可拆卸的输出移5动辊道分别设置在轧机两侧，开卷机设置在输入移动辊道下方，卷取机设置在输出移动辊道下方。
轧制设备还可包含输入导向装置、输出导向装置和输入夹送辊、输出夹送辊，亦可包括输入皮带运输机、输出皮带运输机等。
本实用新型的一种铝板卷复合轧制设备可以在一条轧制作业线上实现铝板和铝卷的轧制，真正体现了一线多能的技术特点，不仅增加了轧制设备的利用10率，而且降低了轧制设备的投资成本，具有重要的实际应用价值。
说明书1120462CN一种铝板卷复合轧制设备5技术领域本实用新型涉及一种铝轧制设备，尤其涉及一种铝板、铝卷共用的复合轧制设备。
背景技术10最近几年，铝板、铝卷轧制技术发展很快，对轧制成品的质量有了更高要求。
而轧制设备对于提高成品精度、消除表面缺陷，起到关键性作用。
铝板、铝卷轧制工艺、设备研制及开发有着广泛的市场前景。
传统的铝轧制设备只能对铝板或者铝卷进行单一轧制。
例如，单一的板材轧制设备一般包括辊道、轧机和皮带运输机，辊道分布在轧机两侧。
轧制15时，通过一侧的皮带运输机、辊道将原料板坯送入轧机，轧制完成后再通过另一侧的辊道、皮带运输机将成品板坯运出。
而单一的带卷轧制设备一般由开卷机、卷取机和轧机等组成，轧制时，通过开卷机把待轧铝卷展开，经夹送辊、导向设备进入轧机轧制，轧制完成后再由另一侧的导向设备、张力卷取机卷制成卷。
因此，现有的铝板、铝卷轧制生产线只能进行常规的单一轧20制，不能进行板材和带卷的交替轧制，使得轧制设备利用率低，且前期轧制设备投资成本较高。
于是，如何得到一种既能实现铝板材的生产，又能直接生产铝带卷，实现板、卷复合轧制的装置是亟待解决的问题。
25发明内容本实用新型的目的在于提供一种可同时满足铝板与铝卷的复合轧制设备，真正体现出一线多能的技术特点，降低投资成本。
铝-铜轧制复合工艺及界面结合机理王小红,唐 荻,许荣昌,温永红(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京 100083) 摘 要:通过不同的压下率和不同的扩散退火温度试验,利用金相显微镜,力学实验机、扫描电镜等仪器,研究在室温条件下铝2铜轧制复合工艺,探讨界面结合机理。
结果表明,在室温轧制条件下,采用75%的压下率,轧后采用300℃,保温30min 的扩散退火处理为理想的轧制复合工艺。
组元压下率和总压下率成正比关系,变化趋势相同,组元变化率差值随总压下率的增大而减小,变形抗力趋于一致,有利于轧制复合。
关键词:金属材料;Al 2Cu 轧制复合;结合机理;扩散退火中图分类号:TG 33518;TG 146111;TG 146121 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2007)01-0021-04收稿日期:2005-09-12基金项目:国家自然科学基金资助项目(50375019)作者简介:王小红(1980-),男,河南焦作市人,硕士生,主要从事金属轧制变形规律及其组织性能等方面的研究。
将两种或两种以上的材料复合而成的复合材料,其物理、化学、力学性能及价格差别于单一材料,具有许多单一材料所不具有的优点,被广泛地应用于各个领域。
铝2铜复合材料同时具有铜的导电、导热率高、接触电阻低等优点和铝的质轻、耐蚀等优点,受到电子、电力、电器、冶金、机械、汽车和生活用品等领域的青睐[1]。
轧制方法以其成本低,效率高,设备少等优点,成为一种非常具有潜力的大规模生产金属层状复合材料的制备加工方法。
轧制工艺的确定、轧制过程中铝铜界面的氧化问题和界面结合机理,是最为关键的因素。
试验中,采用室温轧制,从而避免了界面氧化问题,减少了设备,节约成本,通过不同的变形量和轧后扩散退火温度,探索最佳轧制复合工艺,探讨复合机理和变形规律。
1 实验方法111 试样制备采用的铝规格为100mm ×15mm ×3mm ,铜规格为100mm ×15mm ×1mm ,其厚度比为3∶1,成分见表1。
爆炸轧制复合法流程爆炸轧制复合法是一种超酷的材料复合方法呢！一、什么是爆炸轧制复合。
简单说呀，就是把两种或者多种不同的金属材料弄在一起。
就像给金属们来一场超级组合。
一种金属可能有它自己的优点，比如说硬度高，另一种金属呢可能韧性特别好。
我们就想办法把它们结合起来，这样就能得到一种既有硬度又有韧性的新材料啦。
这个爆炸轧制复合就是实现这种组合的神奇方法。
二、材料准备。
要进行这个爆炸轧制复合呀，首先得把要用的金属材料准备好。
这些材料得是符合一定规格的哦。
比如说，它们的尺寸得差不多合适，不能一个大得像巨人，一个小得像小蚂蚁。
而且材料的表面要尽可能的干净整洁，就像我们去参加重要活动要把脸洗干净一样。
要是表面脏兮兮的，有很多杂质，那复合的时候就可能会出问题，就像两个人牵手中间隔了好多沙子，肯定握不紧呀。
三、爆炸过程。
这一步可就刺激啦！会有爆炸发生哦。
不过这可不是那种随便的爆炸，是经过精心设计的。
我们把炸药放在合适的位置，然后引爆。
这一爆呀，会产生巨大的能量。
这个能量就像一个大力士，会把金属材料瞬间挤压到一起。
在这个过程中，金属材料会发生一些奇妙的变化。
它们的原子呀，就开始有点懵了，然后就会重新排列组合。
就好像原本住在不同房子里的人，因为一场特殊的事件，开始住进同一个大房子里，而且还得互相适应，重新安排自己的生活空间呢。
四、轧制过程。
爆炸之后呢，就到轧制环节啦。
轧制就像是给刚刚被爆炸强行组合在一起的金属材料做按摩。
通过轧制设备，对这个复合的材料进行挤压、拉伸等操作。
这个过程就像是把一块有点皱巴巴的面团慢慢擀平一样。
让材料变得更加平整、均匀。
而且在轧制的时候，还能进一步让两种金属材料结合得更紧密呢。
就像两个人刚开始只是牵着手，经过这个轧制的过程，就像是紧紧地拥抱在一起啦。
五、后续处理。
经过前面的爆炸和轧制之后，这个复合的材料还不能马上就投入使用哦。
还得给它做一些后续的处理。
比如说检查一下有没有什么裂缝或者缺陷。
这就像我们做完一件手工艺品之后，要仔细检查有没有瑕疵一样。
