表面处理，锌层厚度为15μπι；
[0066]步骤二、将表面处理后的固态6101铝合金预置在模具型腔内所需位置；
[0067]步骤三、在电阻炉内熔化工业纯铝后浇入模具型腔内，利用金属型铸造的加工工艺，浇注温度为680°C，使铝和铝之间形成冶金结合；
[0068]步骤四、将得到的6101-纯铝铝铝双金属挤压坯料进行挤压前退火处理，退火温度为200°C，退火时间为30min，然后继续进行挤压加工，挤压坯料预热温度为150°C，模具温度为150°C，挤压比为5，在挤压过程中，挤压速度为lmm/s;
[0069]步骤五、将得到的铝铝双金属复合材料放入退火炉中进行挤压后退火处理，退火温度为100°c，退火时间为200min。
[0070]6101铝合金和纯铝固液结合后在结合区域没有出现氧化夹渣、吸气、热裂等缺陷；两种铝合金之间没有明显的界面，形成了冶金结合，利用表面保护锌层很好的解决了氧化膜阻碍冶金结合形成的难题。经检测，铝铝双金属复合材料力学性能良好，剪切强度为45MPa。
[0071]实施例6
[0072]本实施例涉及一种固态铝材固液复合铸造及挤压组合工艺制备双金属复合材料的方法，包括如下步骤:
[0073]步骤一、对待连接固态6101挤压铝合金预置材料进行热喷涂锌表面处理，锌层厚度为15μηι;
[0074]步骤二、将表面处理后的固态6101挤压铝合金预置在模具型腔内所需位置；
[0075]步骤三、在电阻炉内熔化Α356铸造铝合金后浇入模具型腔内，利用挤压铸造的加工工艺，浇注温度7000C，挤压铸造压力为70MPa，使铝和铝之间形成冶金结合；
[0076]步骤四、将得到的6101-A356铝铝双金属复合材料材料继续进行挤压加工，挤压坯料预热温度为200°C，模具温度为200°C，挤压比为2，在挤压过程中，挤压速度为5mm/s;
[0077]步骤五、将得到的铜铝双金属复合材料放入退火炉中进行挤压后退火处理，退火温度为100°c，退火时间为50min。
[0078]6101铝合金和A356铝合金固液结合后在结合区域没有出现氧化夹渣、吸气、热裂等缺陷;两种铝合金之间没有明显的界面，形成了冶金结合，A356枝晶直接从6101基体上开始生长;利用表面保护锌层很好的解决了氧化膜阻碍冶金结合形成的难题。经检测，铜铝双金属复合材料力学性能良好，剪切强度为180MPa。
[0079]对比例I
[0080]本实施例涉及一种固态铝材固液复合铸造及挤压组合工艺制备双金属复合材料的方法，技术方案与实施例1相同，不同之处仅在于镀锌层厚度为70μπι。
[0081]经检测发现在结合区域出现了氧化夹渣、气孔等缺陷。两种材料之间不能形成冶金结合，界面区域没有形成连续均匀的金属间化合物，且锌元素在界面处聚集，在界面上有明显的裂纹出现。经检测，铝镁双金属复合材料力学性能较差，剪切强度为5MPa左右。
[0082]对比例2
[0083]本实施例涉及一种固态铝材固液复合铸造及挤压组合工艺制备双金属复合材料的方法，技术方案与实施例1相同，不同之处仅在于固液复合铸造之后不进行挤压工序。
[0084]经检测发现在结合区域没有出现氧化夹渣、吸气、热裂等缺陷。两种材料之间形成冶金结合，界面区域有连续分布的金属间化合物，说明两金属间形成了冶金结合，但是两种金属之间形成硬厚的中间化合物，严重影响连接性能。经检测，铝镁双金属复合材料力学性能较差，剪切强度为12MPa左右。
[0085]对比例3
[0086]本实施例涉及一种固态铝材固液复合铸造及挤压组合工艺制备双金属复合材料的方法，技术方案与实施例4相同，不同之处仅在于挤压坯料是未经固液复合铸造连接的铝材和锌材，机械拼合在一起进行挤压工序。
[0087]经检测发现在结合区域没有出现夹渣、吸气、热裂等缺陷。两种材料之间形成冶金结合，但是冶金结合并不连续，且两种金属之间存在氧化皮，正是由于氧化皮的存在影响了两种金属之间形成连续的冶金结合，导致连接性能比实施例4中结果差。经检测，铝锌双金属复合材料性能较差，剪切强度为16MPa左右。
[0088]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括固液复合铸造制备双金属挤压坯料的步骤、挤压所述坯料制备双金属复合材料的步骤。2.根据权利要求1所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，固液复合铸造制备双金属挤压坯料的步骤具体包括: 处理预置:对待连接固态铝预置材料进行表面处理，处理后预置在模具型腔内； 铸造结合:将液态待浇注材料浇注入所述模具型腔内，铸造形成双金属挤压坯料。3.根据权利要求2所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，所述固态铝预置材料包括纯铝、铸造铝合金、变形铝合金;所述浇注材料包括熔点低于或等于固态铝材料的金属或合金。4.根据权利要求2所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，处理预置的步骤中，所述表面处理具体指镀锌保护层。5.根据权利要求2所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，铸造结合的步骤中，所述铸造的方法包括砂型铸造、金属型铸造、低压铸造、高压铸造、真空铸造、挤压铸造或离心铸造;所述浇注温度为450?800 0C。6.根据权利要求1所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，挤压所述坯料制备双金属复合材料的步骤中，所述挤压时双金属挤压坯料的预热温度为100?浇注材料熔点以下100°C ; 挤压模具的温度为100?浇注材料熔点以下100 °C; 挤压比为2?100; 挤压速度为I?50mm/s。7.根据权利要求1或6所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，挤压所述坯料制备双金属复合材料的步骤还包括对所得双金属复合材料进行挤压后退火处理。8.根据权利要求7所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，所述退火处理的温度为100?浇注材料熔点以下100°C，退火处理的时间为5?300min。9.根据权利要求1或6所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，挤压制备双金属复合材料的步骤还包括对所得双金属挤压坯料进行挤压前退火处理。10.根据权利要求9所述的固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法，其特征在于，所述退火处理的温度为100?浇注材料熔点以下100 °C、时间为O?300min。
【专利摘要】本发明公开了一种固态铝材固液复合及挤压组合制备双金属复合材料的方法；所述方法包括固液复合铸造制备双金属挤压坯料的步骤、挤压所述坯料制备双金属复合材料的步骤。本发明特征在于利用表面锌层保护后固液连接的工艺手段，解决了传统焊接方法连接铝和其它材料时容易出现的氧化夹渣、吸气、热裂、成分偏析等一系列的问题，克服了铝材在高温下表面易形成氧化膜阻碍铝和其它材料之间冶金结合形成的难题，然后通过挤压方法成型，破碎固液复合过程中界面上形成的中间化合物，提高了双金属复合材料以及基体材料的力学性能和物理性能。本发明无需气体保护、复合技术简单、工艺条件宽泛易操作、工艺设备要求简单、界面结合强度高、导电和导热性能好。
【IPC分类】B23P23/04, B22D19/16
【公开号】CN105583628
【申请号】CN201510980387
【发明人】王渠东, 刘腾, 刘国平
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月23日