一种铝复合高强钢丝板材及其制备方法
阅读说明：本技术 一种铝复合高强钢丝板材及其制备方法 (Aluminum composite high-strength steel wire plate and preparation method thereof ) 是由 符会文 王项 李萌 符利強 符建強 符程斌 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铝复合高强钢丝板材及其制备方法。一种铝复合高强钢丝板材,在铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的多根钢丝,钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致,铝合金板材的厚度为3-16mm,钢丝直径占总板材厚度的1/8-1/4,从板材的截面看,钢丝总截面积占板材的截面积的比例为4.9%-19.6%。一种铝复合高强钢丝板材的制备方法,对钢丝进行表面无氧化处理,随后在铸轧时,将钢丝与铝合金复合轧制,得到铝复合高强钢丝板材,铸轧速度为0.5-1.5m/min,铸轧压力为(0.5-2.5)×10～7N。(The invention discloses an aluminum composite high-strength steel wire plate and a preparation method thereof. The aluminum composite high-strength steel wire plate is characterized in that a plurality of steel wires laid along the width direction of an aluminum alloy plate are compounded in the aluminum alloy plate, the length direction of the steel wires is consistent with the length direction of the aluminum alloy plate, the thickness of the aluminum alloy plate is 3-16mm, the diameter of each steel wire accounts for 1/8-1/4 of the total thickness of the plate, and the proportion of the total sectional area of the steel wires to the sectional area of the plate is 4.9-19.6% when viewed from the section of the plate. A process for preparing the high-strength Al-composite steel wire plate includes such steps as non-oxidizing surface treatment of steel wire, and casting-rolling at 0.5-1.5m/minThe force is (0.5-2.5) x 10 7 N。)
技术领域
本发明属于铝板带技术领域，尤其涉及一种铝复合高强钢丝板材及其制备方法。
背景技术
目前的铝合金有1-9系。1系铝合金含铝99%以上，导电性好，耐腐蚀性好，焊接性能好，强度低，其中，高纯铝（含铝量99.9%以上）也属于1系铝合金；2系铝合金为以铜为主要合金元素的含铝合金，含铜量一般在3%-5%之间，为了增强切削性，也会添加锰、镁、铅、铋元素，但是晶间腐蚀倾向严重，适用于航空工业、螺丝和使用温度较高的行业；3系铝合金为以锰为主要合金元素的铝合金，含锰量一般在1.0-1.5%，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好，其强度低，适用于飞机上使用的导油无缝管、易拉罐；4系铝合金是以硅为主要合金元素的铝合金，含硅量在4.5-6%之间，该系合金由于含硅量高，熔点低，熔体流动性好，容易补缩，并且不会是最终产品产生脆性，因此主要用于制造铝合金焊接的添加材料，如钎焊板、焊条、焊丝等，也被用来制造活塞及耐热零件、建筑材料及制造装饰件；5系铝合金是以镁元素为主要合金元素的铝合金，含镁量在3-5%之间，密度低、抗拉强度高、延伸率高、焊接性能好、疲劳强度好，适用于割草机的手柄、飞机油箱导管等；6系铝合金是以镁、硅为主要合金元素的铝合金，可以用于制造汽车行李架、门、窗、车身、散热片等；7系铝合金中的合金元素以锌为主，可以用于制作飞机的承力构件、起落架、螺旋桨等；8系铝合金一般用作铝箔；9系则为备用铝合金。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明给出了一种铝复合高强钢丝板材及其制备方法。
一种铝复合高强钢丝板材，在铝合金板材内复合有钢丝。
进一步地，所述的铝合金板材的材质为1系、3系、4系、5系、6系、8系铝合金中的一种，其中1系铝合金可以认为是纯铝，其铝含量达到99.00%。
进一步地，在铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的多根钢丝，钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致。
进一步地，铝合金板材的厚度为3-16mm。
进一步地，钢丝直径占总板材厚度的1/8-1/4。
进一步地，从板材的截面看，钢丝总截面积占板材的截面积的比例为4.9%-19.6%,当然，根据实际需要，还可以增大钢丝使用量，使得钢丝总截面积占板材的截面积比例可高达35%。钢丝种类相同的情况下，钢丝总截面积占板材的截面积比例每多5%，铝复合高强钢丝板材的抗拉强度就会提升30%。根据实际需要，还可以使用不同强度规格的钢丝。
一种铝复合高强钢丝板材的制备方法，对钢丝进行表面无氧化处理，随后在铸轧时，将钢丝与铝合金复合，得到铝复合高强钢丝板材。
进一步地，将钢丝与铝合金复合轧制时，使用的铝合金为铝合金液或将铝合金液冷却得到的半熔融态的铝合金。当使用的铝合金为铝合金液时，只需使用喂丝装置（多个开卷机）将钢丝喂入流动的铝液，喂丝时，钢丝随铝合金液向前，最开始的一部分铝合金板材内起到固定钢丝并继续扯后续的钢丝的作用，随着工艺不断进行，钢丝在铝合金液内的位置变得稳定，从而得到质量稳定的铝复合高强钢丝板材。而当使用的铝合金为半熔融态时，喂丝装置难以直接将钢丝置入半熔融态的铝合金内，但是，钢丝仍然会陷入半熔融态的铝合金的表面内，通过轧制，半熔融态的铝合金会自动将表面补充完整，从而实现钢丝稳定复合在铝合金内。在喂丝过程中，通过调整喂入钢丝的角度，可以调整钢丝在铝合金板材内厚度方向上的复合位置。
进一步地，将铝合金在680℃-780℃的温度下液化并精炼除气，得到铝合金液。而需要使用半熔融态的铝合金时，只需将铝合金液冷却至固相线与液相线之间，即得半熔融态的铝合金，在实际使用过程中，根据具体型号的铝合金的液相线、固相线温度确定温度范围即可。
进一步地，铸轧速度为0.5-1.5m/min，铸轧压力为(0.5-2.5)×107N。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：给出了一种新的材料，该材料为内部复合有高强钢丝的铝合金板材；通过内部复合高强钢丝，大幅提升铝合金板材的力学性能，综合来看，铝复合高强钢丝板材在对轻量化、高抗拉强度的任务时，具有传统各种铝合金、钢材不具备的应用优势，其使用前景广阔，可以广泛应用于航天工业、汽车工业、建材等行业，具有相当的现实使用意义。
具体实施方式
对本发明进行解释说明，但并非对本发明的限制，在本发明的思路启示下得到的技术方案，均应纳入本专利的保护范畴。
实施例1
一种铝复合高强钢丝板材，在铝合金板材内复合有钢丝，钢丝的抗拉强度为680MPa。
其中使用的铝合金板材为1050铝合金，铝合金板材的厚度为3mm，宽度为200mm。
在1050铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的一排260根钢丝，钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致，钢丝直径占总板材厚度的1/8。
从板材的截面看，钢丝总截面积占板材的截面积的比例为4.8%。
一种铝复合高强钢丝板材的制备方法，对钢丝进行表面无氧化处理，随后在铸轧时，将钢丝与铝合金复合，得到铝复合高强钢丝板材。
进一步地，将钢丝与铝合金复合轧制时，使用的铝合金为将铝合金液冷却得到的半熔融态的铝合金。这需要首先将铝合金在680℃的温度下液化并精炼除气，得到铝合金液，随后，将铝合金液降温至646℃-657℃，得到半熔融态的铝合金。
进一步地，铸轧速度为0.5m/min，铸轧压力为0.5×107N。
实施例2
一种铝复合高强钢丝板材，在铝合金板材内复合有钢丝，钢丝的抗拉强度为1570MPa。
其中使用的铝合金板材为3003铝合金，铝合金板材的厚度为16mm，宽度为200mm。
在3003铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的一排50根钢丝，钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致，钢丝直径占总板材厚度的1/4。
从板材的截面看，钢丝总截面积占板材的截面积的比例为19.6%。
一种铝复合高强钢丝板材的制备方法，对钢丝进行表面无氧化处理，随后在铸轧时，将钢丝与铝合金复合，得到铝复合高强钢丝板材。
进一步地，将钢丝与铝合金复合轧制时，使用的铝合金为铝合金液。
进一步地，将铝合金在780℃的温度下液化并精炼除气，得到铝合金液。
进一步地，铸轧速度为1.5m/min，铸轧压力为2.5×107N。
实施例3
一种铝复合高强钢丝板材，在铝合金板材内复合有钢丝，钢丝的抗拉强度为1100MPa。
其中使用的铝合金板材为4032铝合金，铝合金板材的厚度为5mm，宽度为200mm。
在4032铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的一排120根钢丝，钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致，钢丝直径占总板材厚度的1/6。
从板材的截面看，钢丝总截面积占板材的截面积的比例为6.6%。
一种铝复合高强钢丝板材的制备方法，对钢丝进行表面无氧化处理，随后在铸轧时，将钢丝与铝合金复合，得到铝复合高强钢丝板材。
进一步地，将钢丝与铝合金复合轧制时，使用的铝合金为将铝合金液冷却得到的半熔融态的铝合金。这需要首先将铝合金在705℃的温度下液化并精炼除气，得到铝合金液，随后，将铝合金液降温至532℃-571℃，得到半熔融态的铝合金。
进一步地，铸轧速度为0.8m/min，铸轧压力为1.0×107N。
实施例4
一种铝复合高强钢丝板材，在铝合金板材内复合有钢丝。
其中使用的铝合金板材为5005铝合金，铝合金板材的厚度为9mm，宽度为200mm。
在5005铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的一排60根钢丝，钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致，钢丝直径占总板材厚度的1/6。
从板材的截面看，钢丝总截面积占板材的截面积的比例为5.9%。
一种铝复合高强钢丝板材的制备方法，对钢丝进行表面无氧化处理，随后在铸轧时，将钢丝与铝合金复合，得到铝复合高强钢丝板材。
进一步地，将钢丝与铝合金复合轧制时，使用的铝合金为铝合金液。
进一步地，将铝合金在730℃的温度下液化并精炼除气，得到铝合金液。
进一步地，铸轧速度为1.1m/min，铸轧压力为1.5×107N。
实施例5
一种铝复合高强钢丝板材，在铝合金板材内复合有钢丝。
其中使用的铝合金板材为6005铝合金，铝合金板材的厚度为12mm，宽度为200mm。
在6005铝合金板材内复合有沿铝合金板材宽度方向铺设的一排40根钢丝，钢丝的长度方向与铝合金板材的长度方向一致，钢丝直径占总板材厚度的1/5。
从板材的截面看，钢丝总截面积占板材的截面积的比例为7.5%。
一种铝复合高强钢丝板材的制备方法，对钢丝进行表面无氧化处理，随后在铸轧时，将钢丝与铝合金复合，得到铝复合高强钢丝板材。
进一步地，将钢丝与铝合金复合轧制时，使用的铝合金为将铝合金液冷却得到的半熔融态的铝合金。这需要首先将铝合金在755℃的温度下液化并精炼除气，得到铝合金液，随后，将铝合金液降温至607℃-654℃，得到半熔融态的铝合金。
进一步地，铸轧速度为1.3m/min，铸轧压力为2.0×107N。
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