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钢-铝复合板复合工艺和实验过程1实验材料的选择钢。实验用的钢为碳钢板，规格有H×B=(5.0～15.0)mm×(800～1250)mm，在厚比分配规律和结合强度和界面的研究中分别使用了两种钢板与铝板复合轧制，然后进行研究。铝。实验用的铝为铝板，规格为180mmx50mmxO．5mm，化学成分见表2．2。1050纯铝板在本论文中主要用于钢-铝复合板的厚比分配的研究、钢-铝复合板结合强度和界面形貌的研究和热轧复合后的钢-铝复合板的轧后扩散退火处理的研究。2轧制复合工艺的确定本文通过对爆炸焊接法、挤压复合法、铸轧法、电磁连铸复合法和轧制复合法等几种复合方法的优缺点、产能和投资情况的综合分析，选择轧制复合法作为钢-铝复合板的复合方法。轧制方法成本低、产量高，而且工艺技术及装备较为成熟，作为一种金属层状复合的工艺方法在本世纪30年代就引起了一些研究者的关注。轧制工艺不仅用于实现复合的坯料的进一步加工，而且也用来作为一种有效的复合制备技术。轧制技术易于实现大规模工业化生产，同时不存在像电镀和物理化学方法覆层所带来的环境污染问题，是一种具有非常好的发展潜力的金属层状复合材料制备加工技术。热轧复合可以在较小的轧制变形率下实现复合，是生产复合板材高速有效生产的方法；冷轧可以减少对钢-铝板的预热处理，节约能源降低成本，但是需要在较大的变形量下才能实现复合，同时板形的弯曲和跑偏比较严重。在本文中采用了热轧和冷轧对比研究的方法。2．2．1热轧复合的实验方案实验采用传统的四步骤工序，如图2．1所示，即试样表面处理一轧制前预热一轧制复合一轧后退火处理。2.2．1．1表面处理在表面处理方面，不管是对钢板表面还是对铝板表面都是为了除去它们表面的氧化层，使其暴露处新鲜的金属和在金属表面表面上达到一定的粗糙度，从而使金属在轧制复合时能实现良好的结合。本实验所采用的表面处理方法是热轧复合前，钢板表面采用10％HCl溶液浸泡，铝板采用10％NaOH溶液浸泡，然后在清水中除去表面的残余HCI和NaOH溶液和生成物，在空气中晾干，然后用钢刷将铝板试样表面打毛，用手提电动砂轮将钢板试样的结合面打毛，并尽可能使它们的打磨表面有一定的粗燥度，然后用丙酮溶液浸泡以除去表面打毛时留下的油污和磨削等，最后用无水乙醇擦洗表面，将刚才钢板和铝板打毛的表面对合即可进入下一步工艺。2．2．1．2轧制复合在轧制复合之前首先将表面处理好的钢铝板进行轧前的预热处理，预热温度的选取根据Fe／A1合金的相图，确定预热温度为300℃～500℃。所以热轧温度本实验选择为300℃、400℃、450℃和500℃。再对其中选取结合最好的复合板做压下量的测试，由于压下量的大小直接关系到钢-铝界面的结合情况，太小不能达到理想的结合状况，太大会使钢铝撕裂并严重的弯曲和跑偏，产生加大的轧后残余应力，降低复合板的再加工性能，所以在热轧复合时，本文选择的压下量为20％～40％。通过比较各个预热温度和轧制压下量下各复合板的界面结合强度和形貌，从而得到最佳的热轧复合工艺。2．2．1．3轧后热处理轧后热处理即退火可以促进金属原子问的相互扩散及引发其他复合机制的发生，明显增强复合板的结合强度。结合强度与退火温度和退火时间有关，适当的加热温度和时间可以提高结合强度，过分或不充分的加热温度和时间将不利于结合强度的提高。本实验选择的退火温度和时间为450℃／5h、450℃／lOh、500℃／2h、600℃／O．5h和600℃／lh，分析找出最佳的退火制度。2．2．2冷轧复合的实验方案在冷轧复合钢／铝复合板时，采用无预热处理的三步骤，即表面处理一轧制复合轧后热处理。表面处理同热轧复合时一样，冷轧时采用压下量为55％，钢仍为SS400钢板，铝则采用的为4045铝合金和7072铝合金。在此实验过程中，主要是针对热轧复合时所出现的问题进一步探索，解决热轧复合板在扩散退火时结合界面产生金属间化合物和空洞的问题，同时研究4045(含Si)铝合金和7072(含Zn)铝合金不同化学成分对热处理后的钢／铝复合板结合强度和结合界面的影响。最后通过热轧和冷轧两种轧制复合钢／铝复合板的研究结果中，探索出钢／铝轧制复合的最佳工艺和热处理工艺。2．3实验设备的主要参数在实验中用到的主要设备和仪器有二辊同步轧机，剪板机，电阻式加热炉和金相预磨机，抛光机、电吹风和剪刀等。轧机的主要工作参数：轧制复合为0360mmx600mm二辊同步轧机，轧制速度0．43m／s，压下速度0．05mm／s，主电机功率为130kw。加热的电阻式加热炉炉温误差5℃。