專利名稱：一種鋼背鋁基復(fù)合板的復(fù)合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合方法。
背景技術(shù)：
專利號(hào)00109241.3，發(fā)明名稱“液-固相異種金屬軋制復(fù)合方法及設(shè)備”上，闡述了鋼背鋁基復(fù)合板的固液相浸鍍軋制復(fù)合方法，其基本工藝步驟如下1)將表面經(jīng)過脫脂、除銹、打毛、浸鍍助焊劑等處理的鋼板預(yù)熱至所需溫度；2)在復(fù)合澆嘴熔池中進(jìn)行鋼背與鋁基覆層金屬液的擴(kuò)散反應(yīng)，形成復(fù)合界面；3)利用軋制系統(tǒng)進(jìn)行鑄軋，形成鋼背鋁基復(fù)合板。在該方法中，由于鋼背表面的助焊劑薄層，既在高溫預(yù)熱中保護(hù)了鋼背表面不被氧化，又促進(jìn)了鋁基覆層金屬液對鋼背表面的潤濕，因此復(fù)合板的界面復(fù)合狀態(tài)較其它固液相復(fù)合方法有所提高，復(fù)合板的界面剪切強(qiáng)度由平均的40MPa提高到60MPa。但是，對于鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合方法，由于在鋁基覆層金屬液凝固前，復(fù)合澆嘴熔池對鋼背所能提供的能量有限，這樣，打毛處理的鋼背表面凹槽內(nèi)的助焊劑不能徹底融化與分解，因此鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合板的界面附近通常殘留助焊劑，沒有形成整個(gè)界面上的鋼背與鋁基覆層結(jié)合的最佳復(fù)合狀態(tài)，使得界面結(jié)合性能受到影響。對于鋼背鋁基復(fù)合板，界面的復(fù)合狀態(tài)直接影響界面結(jié)合性能，它決定著產(chǎn)品的使用安全性，極為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合板的“界面附近殘留助焊劑”的不足，提供一種能夠促進(jìn)鋼背表面浸鍍助焊劑層融化與分解的鋼背鋁基固液相復(fù)合方法，實(shí)現(xiàn)鋼背與鋁基在整個(gè)界面上的結(jié)合。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在現(xiàn)有鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合方法基礎(chǔ)上，利用高頻振動(dòng)裝置，在固液相復(fù)合澆嘴熔池內(nèi)，垂直向鋁基覆層金屬液施加頻率大于10kHz、聲強(qiáng)大于2.0w/cm2的縱向高頻振動(dòng)，鋼背表面接受高頻振動(dòng)作用的時(shí)間大于10秒。利用高頻振動(dòng)在固液界面處產(chǎn)生的“局部高溫、高壓”、“促進(jìn)分散”、“凈化表面”等功效，加速鋼背表面助焊劑層的融化與分解，確保鋼背與鋁基覆層金屬液在整個(gè)復(fù)合界面上進(jìn)行接觸、擴(kuò)散、反應(yīng)等復(fù)合行為，達(dá)到實(shí)現(xiàn)整個(gè)界面結(jié)合的目的。
本發(fā)明的有益效果是利用本發(fā)明，當(dāng)鋼背表面連續(xù)受到10秒鐘以上的頻率大于10kHz、聲強(qiáng)大于2.0w/cm2的高頻振動(dòng)作用后，鋼背表面的助焊劑層可完全融化與分解，達(dá)到了鋼背與鋁基覆層在整個(gè)界面上的結(jié)合，進(jìn)一步提高了界面結(jié)合性能，界面剪切強(qiáng)度由平均的60MPa提高到70MPa。


圖1為施加高頻振動(dòng)的鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合示意簡圖。
圖中1.經(jīng)過脫脂、除銹、打毛、浸鍍助焊劑、預(yù)熱等處理的鋼板，2.復(fù)合澆嘴，3.鋁基覆層金屬液，4.高頻振動(dòng)裝置，5.軋制系統(tǒng)，6.復(fù)合板。箭頭所指方向?yàn)檐堉品较颉?br> 圖2為現(xiàn)有鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合板剪切界面上鋼背表面凹槽內(nèi)的助焊劑。
圖3為經(jīng)過高頻振動(dòng)處理的鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合板的清潔剪切界面。
具體實(shí)施例方式
將高頻振動(dòng)裝置4和復(fù)合澆嘴2固定于同一支架上，高頻振動(dòng)裝置懸浮于復(fù)合澆嘴的熔池內(nèi)，其振動(dòng)頭端面距鋼背1上表面的距離為鋁基覆層的厚度。
按照現(xiàn)有鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合方法，做好鋁基覆層金屬液3澆注前的各項(xiàng)工作，起動(dòng)高頻振動(dòng)裝置后，向復(fù)合澆嘴熔池內(nèi)澆注鋁基覆層金屬液，經(jīng)過軋制系統(tǒng)5鑄軋后，形成復(fù)合板6。
高頻振動(dòng)裝置垂直向下對鋁基覆層金屬液施加頻率大于10kHz、聲強(qiáng)大于2.0W/cm2的縱向高頻振動(dòng)，鋁基覆層金屬液將縱向高頻振動(dòng)傳遞到鋼背上表面，利用高頻振動(dòng)產(chǎn)生的“局部高溫、高壓”、“促進(jìn)分散”、“凈化表面”等加速鋼背助焊劑層的融化與分解。高頻振動(dòng)裝置可以采用市場上購買的頻率大于10kHz、可在熔池內(nèi)形成聲強(qiáng)大于2.0w/cm2高頻振動(dòng)的任何型號(hào)的高頻振動(dòng)裝置。鋼背表面連續(xù)接受高頻振動(dòng)作用的時(shí)間大于10秒，該時(shí)間為鋁基覆層金屬液流過高頻振動(dòng)裝置4的長度L所用的時(shí)間。
具體應(yīng)用1.2mm厚、112mm寬的08Al鋼板經(jīng)過常規(guī)的脫脂、除銹、打毛等處理后，在浸鍍池中進(jìn)行助焊劑水溶液的浸鍍處理，在鋼背表面形成15μm的助焊劑薄層，經(jīng)過預(yù)熱裝置預(yù)熱到500℃，進(jìn)入300mm長的復(fù)合澆嘴熔池與700℃的Al20Sn覆層金屬液接觸，在接受振動(dòng)頻率為20kHz、振動(dòng)功率為300W、振動(dòng)桿斷面為110mm×110mm、聲強(qiáng)為2.5W/cm2的高頻振動(dòng)裝置的縱向高頻振動(dòng)連續(xù)11秒鐘的作用后，流出澆嘴，經(jīng)過軋輥直徑為320mm、軋制速度為10mm/s的軋制系統(tǒng)鑄軋后，形成厚度為2.5mm的鋼背Al20Sn復(fù)合板。
利用本發(fā)明方法制備的鋼背Al20Sn復(fù)合板的鋼背一側(cè)的復(fù)合界面剪切撕裂表面如附圖3所示，可見撕裂表面非常清潔，沒有殘留助焊劑，這與現(xiàn)有鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合板的鋼背一側(cè)的打毛凹槽內(nèi)殘留助焊劑的復(fù)合界面剪切撕裂表面，如圖2所示，形成了鮮明的對比，實(shí)現(xiàn)了鋼背與鋁基覆層在整個(gè)界面上的結(jié)合，界面剪切強(qiáng)度達(dá)到了70～72MPa。
權(quán)利要求
1.一種鋼背鋁基復(fù)合板的復(fù)合方法，其工藝步驟步驟1，采用脫脂、除銹、打毛、浸鍍助焊劑工序?qū)︿摫潮砻孢M(jìn)行處理；步驟2，將上述鋼背預(yù)熱至所需溫度后，在復(fù)合澆嘴熔池中與鋁基覆層金屬液進(jìn)行擴(kuò)散反應(yīng)，形成復(fù)合界面；步驟3，利用軋制系統(tǒng)進(jìn)行鑄軋形成鋼背鋁基復(fù)合板；其特征在于，利用高頻振動(dòng)裝置，在固液相復(fù)合澆嘴熔池內(nèi)，垂直向鋁基覆層金屬液施加頻率大于10kHz、聲強(qiáng)大于2.0w/cm2的縱向高頻振動(dòng)，加速固液相復(fù)合時(shí)鋼背表面助焊劑層的融化與分解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼背鋁基復(fù)合板的復(fù)合方法，其特征在于，鋼背表面接受高頻振動(dòng)作用的時(shí)間大于10秒。
全文摘要
一種鋼背鋁基復(fù)合板的復(fù)合方法，它在鋼背鋁基固液相浸鍍軋制復(fù)合領(lǐng)域中，利用高頻振動(dòng)裝置在復(fù)合澆嘴熔池內(nèi)垂直向鋁基覆層金屬液施加連續(xù)作用時(shí)間大于10秒、頻率大于10kHz、聲強(qiáng)大于2.0w/cm
文檔編號(hào)B21B1/46GK1701867SQ20051001194
公開日2005年11月30日 申請日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者張鵬, 杜云慧, 劉漢武 申請人:北京交通大學(xué)