阅读说明：本技术 一种铝-镁-铝复合板材的制备方法及装置 (Preparation method and device of aluminum-magnesium-aluminum composite board ) 是由 刘文辉 胡强 肖明月 唐昌平 陈宇强 刘筱 于 2019-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种铝-镁-铝复合板材的制备方法及装置。制备方法包括铝合金和镁合金的均匀化处理、“工”字形镁合金坯料的制备、“T”字形型腔的铝合金坯料的制备、将2块铝合金叠合形成“工”字形型腔,把“工”字形镁合金坯料挤入2块铝合金坯料中得到复合坯料、轧制处理；装置由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成,2套模具均由挤压头、上模块、下模块、加热装置、测温装置、紧固装置组成；凹坯挤压模的下模块有1个“T”字成型块,凸坯挤压模有1个“工”字型腔,“工”字形镁合金坯料尺寸略大于“工”字形型腔尺寸。本发明的装置结构简单、操作方便,能够通过铝合金坯料和镁合金坯料实现复合材料三维复合,获得高性能铝包镁复合材料。(The invention discloses a preparation method and a device of an aluminum-magnesium-aluminum composite plate. The preparation method comprises the steps of homogenizing aluminum alloy and magnesium alloy, preparing I-shaped magnesium alloy blank, preparing aluminum alloy blank with T-shaped cavity, superposing 2 aluminum alloys to form I-shaped cavity, extruding I-shaped magnesium alloy blank into 2 aluminum alloy blanks to obtain composite blank, and rolling; the device consists of a concave billet extrusion die and a convex billet extrusion die, and 2 sets of dies consist of an extrusion head, an upper die block, a lower die block, a heating device, a temperature measuring device and a fastening device; the lower module of the concave blank extrusion die is provided with 1T-shaped forming block, the convex blank extrusion die is provided with 1I-shaped cavity, and the size of the I-shaped magnesium alloy blank is slightly larger than that of the I-shaped cavity. The device has simple structure and convenient operation, and can realize the three-dimensional compounding of the composite material through the aluminum alloy blank and the magnesium alloy blank to obtain the high-performance aluminum-clad magnesium composite material.)

一种铝-镁-铝复合板材的制备方法及装置

技术领域

本发明属于金属复合材料的加工技术领域，具体涉及一种铝-镁-铝复合板材的制备方法及装置。

背景技术

镁合金是最轻的结构金属，具有高强度、高刚性，阻尼性、切削加工性、导热性好，对振动、冲击的吸收性高，电磁屏蔽能力强，资源丰富，易回收等优点，但耐蚀性能较差，一定程度上阻碍镁合金广泛的应用。铝合金具有密度低、比强度高、导热性好、易成形、可100%回收利用等特点，由于铝合金表面易形成一层致密稳定的氧化膜，能阻止内部金属的进一步氧化，因而具有良好的耐蚀性。铝、镁都属于轻金属材料，由于具有比强度与比刚度高等特性，在汽车、轨道交通、武器装备、航空航天等制造领域显示出越来越广泛的应用前景。铝镁复合材料可以兼顾两者的优势，从而制备轻质高强、耐蚀性能好的结构材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝-镁-铝复合板材的制备方法及装置。

本发明的技术方案为：

一种铝-镁-铝复合板材的制备装置，由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由挤压头、上模块、下模块、加热装置、测温装置、紧固装置组成，上模块与下模块相匹配并通过紧固装置固定，上模块与下模块之间形成的空间一侧与挤压头相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块或/和下模块上设置加热装置和测温装置，其特征在于，凹坯挤压模的下模块有1个“T”字成型块，凸坯挤压模有1个“工”字型腔。

一种采用上述装置的铝-镁-铝复合板材的制备方法，包括如下步骤：

（1）分别对铝合金、镁合金进行均匀化处理；

（2）采用凸坯挤压模挤压制备 “工”字形镁合金坯料；

（3）采用凹坯挤压模挤压制备2块的“T”字形型腔的铝合金坯料；

（4）将2块铝合金叠合，形成“工”字形型腔，把工字形镁合金坯料挤入2块铝合金坯料中，得到复合坯料；

（5）对复合坯料进行轧制处理，得到铝-镁-铝复合板材。

进一步地，挤压形成的“工”字形镁合金坯料尺寸略大于铝合金叠合形成的“工”字形型腔尺寸。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的方法通过挤压生成新的金属表面能够减少普通复合法前的去油脂、氧化层的步骤，生成的新金属表面能够更有利于挤压、轧制复合，复合材料的结合力好；

2、“工”字形镁合金坯料尺寸略大于铝合金叠合形成的“工”字形型腔尺寸，能够使三块坯料结合，减少复合界面缺陷；

3、实现了复合材料三维复合，增加了坯料复合面积和复合强度；

4、本发明的挤压模具，模具结构简单、操作方便、成本低；

5、本发明的装置中具有加热装置，实现挤压前的预热处理，改善的板材塑性变形能力，板材的温度可以通过热电偶采集数据传输到外部测温装置上进行检测，采集数据传到外接电脑系统上进行温度控制。

6、本发明的方法通过挤压和轧制的复合能够制备界面结合能力强、板材质量高的大型铝包镁板材，能够较好实现工业化生产。

附图说明

图1为本发明的制备流程图，其中，1.下模块、2.加热装置、3.测温装置、4.紧固装置、5.上模块、6.挤压头。

图2为“T”字形挤压模下模块的结构示意图，其中，11.“T”字成型块。

图3为“工”字形挤压模下模块的结构示意图，其中，12.“工”字形型腔。

图4为“T”字形上坯料示意图。

图5为“工”字形坯料示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至3所示，本发明的装置由凹坯挤压模和凸坯挤压模组成，2套模具均由下模块1、加热装置2、测温装置3、紧固装置4、上模块5、挤压头6组成，凹坯挤压模的下模块1有1个“T”字成型块11，凸坯挤压模有1个“工”字型腔12，上模块5与下模块1相匹配并通过紧固装置4固定，上模块5与下模块1之间形成的空间一侧与挤压头6相匹配，另一侧为挤压工作区，上模块5或/和下模块1上设置加热装置2和测温装置3。制备的“T”字形型腔的铝合金坯料如图4所示（2块），制备的“工”字外凸镁合金坯料如图5所示。挤压形成的“工”字形镁合金坯料尺寸略大于铝合金叠合形成的“工”字形型腔尺寸。

实施例1

将1块初始厚度为10 mm的AZ31镁合金、2块初始厚度为8 mm的7050铝合金坯料经过挤压-轧制复合制备3mm厚的铝包镁复合板材。

（1）采用470℃/24h对7050铝合金进行均匀化处理，采用415℃/15h对AZ31镁合金进行均匀化处理；

（2）启动加热装置2，凹坯挤压模升温至420℃，采用“T”字成型块11的高为5mm的凹坯挤压模挤压制备2块复合坯料的内凹7050铝合金坯料；

（3）启动加热装置2，凸坯挤压模升温至400℃，采用“工”字型腔12的高为10mm的凸坯挤压模挤压制备1块复合坯料的外凸AZ31镁合金坯料；

（4）将2块7050铝合金叠合，形成“工”字形型腔，将挤压得到的外凸AZ31镁合金坯料挤入内凹7050铝合金坯料中，得到复合坯料；

（5）复合坯料预热温度400℃，保温30分钟，对复合坯料进行轧制处理，制备铝包镁复合板材。

实施例2

将1块初始厚度为8mm的AZ31镁合金、2块初始厚度为8 mm的2519铝合金坯料经过挤压-轧制复合制备3mm厚的铝包镁复合板材。

（1）采用530℃/12h对2519铝合金进行均匀化处理，采用415℃/15h对AZ31镁合金进行均匀化处理；

（2）启动加热装置2，凹坯挤压模升温至420℃，采用“T”字成型块11的高为4mm的凹坯挤压模挤压制备2块复合坯料的内凹2519铝合金坯料；

（3）启动加热装置2，凸坯挤压模升温至400℃，采用“工”字型腔12的高为8mm的凸坯挤压模挤压制备1块复合坯料的外凸AZ31镁合金坯料；

（4）将2块2519铝合金叠合，形成“工”字形型腔，将挤压得到的外凸AZ31镁合金坯料挤入内凹2519铝合金坯料中，得到复合坯料；

（5）复合坯料预热温度420℃，保温30分钟，对复合坯料进行轧制处理，制备铝包镁复合板材。