造的加工工藝，澆注溫度為1400°C，擠壓鑄造壓力為50MPa，使鋼和鋼之間形成冶金結(jié)合；
[0067]步驟四、將得到的16MnL_Q235鋼鋼雙金屬擠壓坯料進(jìn)行擠壓前退火處理，退火溫度為350°C，退火時間為lOmin，然后繼續(xù)進(jìn)行擠壓加工，擠壓坯料預(yù)熱溫度為150°C，模具溫度為150°C，擠壓比為2，在擠壓過程中，擠壓速度為lmm/s;
[0068]步驟五、將得到的鋼鋼雙金屬復(fù)合材料放入退火爐中進(jìn)行擠壓后退火處理，退火溫度為350°C，退火時間為1min。
[0069]經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在結(jié)合區(qū)域沒有出現(xiàn)氧化夾渣、吸氣、熱裂等缺陷;兩種鋼材之間沒有明顯的界面，形成了冶金結(jié)合，可見利用表面保護(hù)鋅層很好的解決了氧化膜阻礙冶金結(jié)合形成的難題。經(jīng)檢測，鋼鋼雙金屬復(fù)合材料力學(xué)性能良好，剪切強(qiáng)度為200MPa。
[0070]實施例6
[0071]本實施例涉及一種固態(tài)鋼材固液復(fù)合鑄造及擠壓組合工藝制備雙金屬復(fù)合材料的方法，包括如下步驟:
[0072]步驟一、對待連接固態(tài)304不銹鋼預(yù)置材料進(jìn)行熱浸鍍鋅表面處理，鋅層厚度為50ym;
[0073]步驟二、將表面處理后的固態(tài)304不銹鋼預(yù)置在模具型腔內(nèi)所需位置；
[0074]步驟三、在電阻爐內(nèi)熔化16MnL低合金高強(qiáng)度鋼澆入模具型腔內(nèi)，利用擠壓鑄造的加工工藝，澆注溫度為1800°C，擠壓鑄造壓力為70MPa，使鋼和鋼之間形成冶金結(jié)合；
[0075]步驟四、將得到的304_16MnL鋼鋼雙金屬擠壓坯料進(jìn)行擠壓前退火處理，退火溫度為300°C，退火時間為20min，然后繼續(xù)進(jìn)行擠壓加工，擠壓坯料預(yù)熱溫度為350°C，模具溫度為350°C，擠壓比為2，在擠壓過程中，擠壓速度為30mm/s ；
[0076]步驟五、將得到的鋼鋼雙金屬復(fù)合材料放入退火爐中進(jìn)行擠壓后退火處理，退火溫度為200°C，退火時間為5min。
[0077]經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在結(jié)合區(qū)域沒有出現(xiàn)氧化夾渣、吸氣、熱裂等缺陷;兩種鋼材之間沒有明顯的界面，形成了冶金結(jié)合，可見利用表面保護(hù)鋅層很好的解決了氧化膜阻礙冶金結(jié)合形成的難題。經(jīng)檢測，鋼鋼雙金屬復(fù)合材料力學(xué)性能良好，剪切強(qiáng)度為160MPa。
[0078]對比例I
[0079]本實施例涉及一種固態(tài)鋼材固液復(fù)合鑄造及擠壓組合工藝制備雙金屬復(fù)合材料的方法，技術(shù)方案與實施例1相同，不同之處僅在于鍍鋅層厚度為70μπι。
[0080]經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在結(jié)合區(qū)域出現(xiàn)了氧化夾渣、氣孔、熱裂等缺陷。兩種材料之間不能形成冶金結(jié)合，界面區(qū)域沒有形成連續(xù)均勻的金屬間化合物，且鋅元素在界面處聚集，在界面上有明顯的裂紋出現(xiàn)。經(jīng)檢測，鋼鋁雙金屬復(fù)合材料力學(xué)性能較差，剪切強(qiáng)度為1MPa左右。[0081 ] 對比例2
[0082]本實施例涉及一種固態(tài)鋼材固液復(fù)合鑄造及擠壓組合工藝制備雙金屬復(fù)合材料的方法，技術(shù)方案與實施例1相同，不同之處僅在于固液復(fù)合鑄造之后不進(jìn)行擠壓工序。
[0083]經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在結(jié)合區(qū)域沒有出現(xiàn)氧化夾渣、氣孔、熱裂等缺陷。兩種材料之間形成冶金結(jié)合，界面區(qū)域有連續(xù)分布的金屬間化合物，說明兩金屬間形成了冶金結(jié)合，但是兩種金屬之間形成硬厚的中間化合物，嚴(yán)重影響連接性能。經(jīng)檢測，鋼鋁雙金屬復(fù)合材料力學(xué)性能較差，剪切強(qiáng)度為25MPa左右。
[0084]對比例3
[0085]本實施例涉及一種固態(tài)鋼材固液復(fù)合鑄造及擠壓組合工藝制備雙金屬復(fù)合材料的方法，技術(shù)方案與實施例1相同，不同之處僅在于擠壓坯料是未經(jīng)固液復(fù)合鑄造連接的鋁材和鋅材，機(jī)械拼合在一起進(jìn)行擠壓工序。
[0086]經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在結(jié)合區(qū)域沒有出現(xiàn)氧化夾渣、氣孔、熱裂等缺陷。兩種材料之間形成冶金結(jié)合，界面區(qū)域有金屬間化合物，說明兩金屬間形成了冶金結(jié)合，但是金屬間化合物并不連續(xù)，且兩種金屬之間存在氧化皮，正是由于氧化皮的存在影響了兩種金屬之間形成連續(xù)的金屬間化合物，導(dǎo)致連接性能及導(dǎo)電性能比實施例一中結(jié)果差。經(jīng)檢測，鋼鎂雙金屬復(fù)合材料力學(xué)性能較差，剪切強(qiáng)度為16MPa。
[0087]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述方法包括固液復(fù)合鑄造制備雙金屬擠壓坯料的步驟、擠壓所述坯料制備雙金屬復(fù)合材料的步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，固液復(fù)合鑄造制備雙金屬擠壓坯料的步驟具體包括: 處理預(yù)置:對待連接固態(tài)鋼預(yù)置材料進(jìn)行表面處理，處理后預(yù)置在模具型腔內(nèi)； 鑄造結(jié)合:將液態(tài)待澆注材料澆注入所述模具型腔內(nèi)，鑄造形成雙金屬擠壓坯料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，處理預(yù)置的步驟中，所述表面處理具體指鍍鋅保護(hù)層。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，鑄造結(jié)合的步驟中，所述澆注材料包括熔點低于或等于固態(tài)鋼材料的金屬或I=IO5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，鑄造結(jié)合的步驟中，所述鑄造的方法包括砂型鑄造、金屬型鑄造、低壓鑄造、高壓鑄造、真空鑄造、擠壓鑄造、離心鑄造;所述澆注溫度為450?ISOO0C。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，擠壓所述坯料制備雙金屬復(fù)合材料的步驟中，雙金屬擠壓坯料的預(yù)熱溫度為100?澆注材料熔點以下100°C，擠壓模具的溫度為100?澆注材料熔點以下100°C，擠壓比為2?100，擠壓速度為1?50111111/8。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，擠壓所述坯料制備雙金屬復(fù)合材料的步驟還包括在擠壓后對復(fù)合材料進(jìn)行退火處理的步驟。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述退火處理的溫度為100?澆注材料熔點以下100°C，退火處理的時間為5?300min。9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，擠壓所述坯料制備雙金屬復(fù)合材料的步驟還包括在擠壓前對坯料進(jìn)行退火處理的步驟。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述退火處理的溫度為100?澆注材料熔點以下100°C、時間為O?300min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固態(tài)鋼材固液復(fù)合及擠壓組合制備雙金屬復(fù)合材料的方法；所述方法包括固液復(fù)合鑄造制備雙金屬擠壓坯料的步驟、擠壓所述坯料制備雙金屬復(fù)合材料的步驟。本發(fā)明特征在于利用表面鋅層保護(hù)后固液連接的工藝手段，解決了傳統(tǒng)焊接方法連接鋼和其它材料時容易出現(xiàn)的氣孔、燒穿、中間化合物層過厚等一系列的問題，克服了鋼材在高溫下表面易形成氧化膜阻礙鋼和其它材料之間冶金結(jié)合形成的難題，然后通過擠壓方法成型，破碎固液復(fù)合過程中界面上形成的中間化合物，提高了雙金屬復(fù)合材料以及基體材料的力學(xué)性能和物理性能。本發(fā)明無需氣體保護(hù)、復(fù)合技術(shù)簡單、工藝條件寬泛易操作、工藝設(shè)備要求簡單、界面結(jié)合強(qiáng)度高、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能好。
【IPC分類】B21C31/00, B23P13/02, B22D19/16, B21C23/00
【公開號】CN105537858
【申請?zhí)枴緾N201510980432
【發(fā)明人】王渠東, 劉騰, 劉國平
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月23日