專利名稱：一種鋁合金外包不銹鋼復合棒材的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金外包不銹鋼復合棒材的制備方法；屬于金屬復合加工技術領域。
背景技術：
用于核工業(yè)等軍工及民用工業(yè)領域制造通氣管道的鋁合金/不銹鋼復合棒材，要求不銹鋼管與鋁合金之間具有高質量的冶金結合，對于其復合界面的強度、氣密性也有嚴格的要求。中國專利CN2485066Y提出了“一種碳鋼芯不銹鋼復合棒材”，即在碳鋼芯棒的外面曲卷壓合上一層不銹鋼片。這種不銹鋼復合棒和單一的碳鋼棒材和不銹鋼棒材比較，表面較為美觀，耐腐蝕，具有較高的剛性強度，但是，界面結合強度較低、氣密性差、外層厚度不均勻、表面質量難以控制。這種結構上的不足使復合棒在使用過程中界面漏氣且受壓后易脫落。目前金屬復合棒材的制備方法主要有(1)澆鑄包復法，(2)熱浸涂法和電鍍法，(3)軋制壓接法，(4)包復焊接法(包套拉拔)，(5)靜液擠壓法，(6)填芯連鑄復合法連續(xù)鑄造法等。上述工藝方法基本上均是采用固相復合法即通過塑性變形使兩金屬在結合界面上形成結合點，再經(jīng)擴散熱處理，最終形成界面的冶金結合。存在的主要問題是由于長時間處于高溫下，異種金屬界面易形成脆硬的金屬間化合物，結合強度和氣密性都會大幅降低；此外，要求第一道次的加工率大，由于此時兩金屬不是一個整體以及兩金屬力學性能的差異，并直接與高溫空氣接觸，便會造成外層金屬管形變后厚度不均勻和表面發(fā)生氧化。

發(fā)明內容
針對上述傳統(tǒng)方法生產(chǎn)復合棒存在的兩金屬間結合強度低、易漏氣，外包層厚度不均，表面質量難以控制等問題，本發(fā)明提出一種兩金屬復合界面具有牢固的冶金結合、結合強度和氣密性好的鋁合金外包不銹鋼復合棒材的制備方法。
本發(fā)明采用爆炸復合方法制備鋁合金外包不銹鋼復合棒材。具體技術方案為將不銹鋼棒和鋁合金管表面用熱堿水清洗，露出新金屬表面；不銹鋼棒與鋁合金管實行精確定位，管棒間隙0.6-4mm；在不銹鋼棒外側與制備裝置圓柱套管間均勻布入炸藥，藥厚6-20mm，在制備裝置頂蓋中央垂直插入雷管，引爆炸藥，實現(xiàn)不銹鋼棒和鋁合金管的復合，對爆炸復合管表面進行清洗。為了防止清洗后的鋁合金氧化，利用套管或膠帶對鋁合金管表面保護；不銹鋼棒與鋁合金管在底座松裝，便于復合過程中的排氣。
采用本發(fā)明制備的鋁合金/不銹鋼復合棒，鋁合金和不銹鋼結合界面幾乎沒有熔層，因而，結合強度高、氣密性優(yōu)良；外包層厚度均勻，表面沒有燒傷等缺陷，從根本上解決了傳統(tǒng)方法制備復合棒界面結合強度低和界面氣密性差的問題，而且制備裝置簡單，性能穩(wěn)定，界面強度和氣密性均能滿足要求，適用于核工業(yè)以及其它軍/民用工業(yè)領域應用的復合棒材。


圖1引爆裝配示意圖。
具體實施例方式
實施例1對不銹鋼棒5和鋁合金管6的表面用熱堿水清洗，露出新金屬表面，再分別用清水清洗；將不銹鋼棒5插入底座7的中央凸臺中，鋁合金管6裝入底座7的環(huán)形槽中，二者與底座皆應松裝，在不銹鋼棒5和鋁合金管6的上端安上頂帽4，從而實現(xiàn)不銹鋼棒5和鋁合金管6的精確定位，管棒間隙0.6-4mm；在裝置的套筒3內均勻的布入炸藥，藥厚6-20mm，在復合裝置頂蓋2中央垂直插入雷管1；引爆雷管，實現(xiàn)不銹鋼棒和鋁合金管的復合；對爆炸復合管表面進行簡單清洗；上述底座7是置于松土基上。(見附圖)以HR-2抗氫不銹鋼棒為鋼芯，鋼棒直徑為6mm；以LD5鋁合金管為覆管，外徑18mm，內徑10mm；對它們表面用熱堿水清洗，露出新金屬表面，再分別用清水清洗；然后按照附圖進行裝配將HR-2抗氫不銹鋼棒插入底座的中央凸臺中，LD5鋁合金管裝入底座的環(huán)形槽中，二者與底座皆應松裝，在HR-2和LD5的上端安上頂帽，從而實現(xiàn)HR-2和LD5的精確定位，管棒間隙0.6mm；在裝置的套筒內均勻的布入炸藥，炸藥為硝酸銨/NaCl，藥厚8mm，在復合裝置頂蓋中央垂直插入雷管；將裝置置于松土臺上；引爆雷管，實現(xiàn)HR-2和LD5的復合；對爆炸復合管表面進行簡單清洗得到成品。該成品性能穩(wěn)定，界面分離強度高達110MPa以上，氦檢漏率≤1×10-9Pa·m3/s。
權利要求
1.一種鋁合金外包不銹鋼復合棒材的制備方法，其特征在于(1)不銹鋼棒和鋁合金管表面用熱堿水清洗，露出新金屬表面；(2)不銹鋼棒與鋁合金管實行精確定位，不銹鋼棒與鋁合金管在底座松裝，便于復合過程中的排氣，管棒間隙0.6-4mm；(3)在不銹鋼棒外側與制備裝置圓柱套管間均勻布入炸藥，藥厚6-30mm，在制備裝置頂蓋中央垂直插入雷管，引爆炸藥；(4)對爆炸復合管表面進行清洗。
全文摘要
一種鋁合金外包不銹鋼復合棒材的制備方法。將不銹鋼棒和鋁合金管表面用熱堿水清洗，露出新金屬表面；不銹鋼棒與鋁合金管實行精確定位，管棒間隙0.6－4mm；在不銹鋼棒外側與制備裝置圓柱套管間均勻布入炸藥，在制備裝置頂蓋中央垂直插入雷管，引爆炸藥。采用本發(fā)明制備的鋁合金/不銹鋼復合棒，鋁合金和不銹鋼結合界面幾乎沒有熔層，結合強度高、氣密性優(yōu)良；外包層厚度均勻，表面沒有燒傷等缺陷。從根本上解決了傳統(tǒng)方法制備復合棒界面結合強度低和界面氣密性差的問題，適用于核工業(yè)以及其它軍/民用工業(yè)領域應用的復合棒材。
文檔編號B21D26/00GK1872443SQ200510031649
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權日2005年6月2日
發(fā)明者楊揚, 汪冰峰, 劉助斌 申請人:中南大學