本發(fā)明涉及金屬復(fù)合板制作工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備金屬復(fù)合板的設(shè)備及其制備方法。

背景技術(shù)：

金屬復(fù)合板是層壓型復(fù)合材料的一種，是將兩種或兩種以上的不同物理、化學(xué)、力學(xué)性能的金屬利用各自的性能優(yōu)勢進行分層組合而形成的一類金屬材料，得到的復(fù)合板兼具復(fù)層金屬和基層金屬的性能，能夠充分發(fā)揮和利用各組元材料的性能優(yōu)勢，實現(xiàn)材料資源的最優(yōu)配置，為合理選材、降低成本、節(jié)約資源提供了更好的條件，以滿足生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)日益增長的需要。

金屬復(fù)合板因其獨特優(yōu)勢，越來越引起人們的重視，尤其是在航空、航天、國防、交通、化工、電子、電力、通訊等領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。目前金屬復(fù)合板產(chǎn)品主要有不銹鋼-鋼、鎳-鋼、鈦-鋼、銅-鋼、鋁-鋼、鈦-鋁、鈦-銅、鈦-鎳等復(fù)合板。對于某些特殊工程，要求三層金屬復(fù)合板，主要有鋁-鈦-鋁、不銹鋼-鋁-不銹鋼等。

目前金屬復(fù)合板的制備方法總體上可分為三大類：液-液相復(fù)合法、液-固相復(fù)合法和固-固相復(fù)合法。固-固相復(fù)合法是研究應(yīng)用比較普遍的一種方法，主要包括擠壓復(fù)合法、爆炸復(fù)合法、爆炸焊接-熱軋法、軋制復(fù)合法、擴散復(fù)合法、釬焊法、摩擦焊法等。擠壓法常用于單芯包覆材料的成形；爆炸復(fù)合法是目前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的一種方法，但該方法生產(chǎn)的復(fù)合板尺寸較小且板形較差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，能量消耗大，污染環(huán)境，而且不適用于薄板的復(fù)合；擴散法、釬焊法、摩擦焊法等復(fù)合方法，結(jié)合強度不高，無法大面積生產(chǎn)，只能進行單件生產(chǎn)，同時生產(chǎn)周期長，效率低。

軋制復(fù)合法分為熱軋復(fù)合法和冷軋復(fù)合法，熱軋復(fù)合法一種是先利用爆炸復(fù)合法進行熱軋復(fù)合的坯料制備，再進行熱軋復(fù)合，該方法有爆炸復(fù)合所具有的缺點，而且成本較高；另一種方法是先將待復(fù)合的金屬坯料進行表面清理，在真空條件下將復(fù)層金屬和基層金屬待復(fù)合板面的四周焊接封嚴，然后再加熱到一定溫度，進行軋制復(fù)合，該方法獲得的復(fù)合材料界面結(jié)合強度較高，但生產(chǎn)中需要建設(shè)配套的真空設(shè)備，投資較大，成本較高，且焊接處理影響了生產(chǎn)效率，同時對整個金屬坯料的加熱造成能源的浪費。冷軋復(fù)合法是先將待復(fù)合的金屬坯料進行表面清理，在室溫條件下采用大壓下量軋制復(fù)合，然后通過擴散退火熱處理，使復(fù)合面強化的一種工藝。該方法道次壓下率要求較大，對軋機要求較高，獲得的復(fù)合材料界面只存在機械結(jié)合，強度較差，同時因變形不均勻產(chǎn)生較嚴重的殘余應(yīng)力，需通過熱處理消除。

以上制備方法及其設(shè)備都有一定的不足之處，制約了軋制復(fù)合法制備金屬復(fù)合板的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制備金屬復(fù)合板的設(shè)備及其制備方法，可以有效解決現(xiàn)有軋制復(fù)合法制備金屬復(fù)合板在技術(shù)上存在的上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種制備金屬復(fù)合板的設(shè)備，所述金屬復(fù)合板由基層金屬板和復(fù)層金屬板復(fù)合而成，所述設(shè)備包括第一清理裝置、第一軋機、拋光裝置、第一加熱裝置、第二加熱裝置、第二清理裝置、壓下彎曲導(dǎo)輪和第二軋機，其中：

第一清理裝置，用于清除所述基層金屬板的表面氧化層；

第一軋機，設(shè)置于所述第一清理裝置的后方，用于夾持和/或軋制并以規(guī)定速度傳送來自所述第一清理裝置的所述基層金屬板；

拋光裝置，設(shè)置于所述第一軋機的后方，用于拋光清理來自所述第一軋機的所述基層金屬板；

第一加熱裝置，設(shè)置于所述拋光裝置后方并靠近所述第二軋機，用于加熱所述基層金屬板；

第二加熱裝置，用于預(yù)熱所述復(fù)層金屬板；

第二清理裝置，靠近所述第二加熱裝置，用于去除來自所述第二加熱裝置的所述復(fù)層金屬板的表面氧化層和油污；

壓下彎曲導(dǎo)輪，所述壓下彎曲導(dǎo)輪設(shè)有上下兩排，上排所述壓下彎曲導(dǎo)輪與下排所述壓下彎曲導(dǎo)輪之間的空隙形成壓下彎曲輥道，設(shè)置于所述第二清理裝置的后方，用于將沿水平方向輸送的來自所述第二清理裝置的所述復(fù)層金屬板向下或向上彎曲；所述第一加熱裝置還用于加熱彎曲后的所述復(fù)層金屬板；

第二軋機，設(shè)置于所述第一加熱裝置的后方，用于將加熱后且彎曲傳送至所述第二軋機的所述復(fù)層金屬板與水平傳送至所述第二軋機的所述基層金屬板擠壓軋制以形成金屬復(fù)合板。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備中，上下兩排所述壓下彎曲導(dǎo)輪中的每排均設(shè)有至少兩個壓下彎曲導(dǎo)輪；優(yōu)選地，上下兩排所述壓下彎曲導(dǎo)輪中，靠近所述第二軋機的所述壓下彎曲導(dǎo)輪的直徑小于遠離所述第二軋機的所述壓下彎曲導(dǎo)輪的直徑。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備中，所述第一加熱裝置設(shè)有兩個加熱面：其中一個加熱面用來加熱所述復(fù)層金屬板的復(fù)合面、另一個加熱面用來加熱所述基層金屬板的復(fù)合面。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備中，所述第一加熱裝置中用于加熱所述復(fù)層金屬板的加熱面是與所述第二軋機入口處上/下輥的外輥面對應(yīng)的弧形表面，所述弧形表面與對應(yīng)的所述上/下輥的外輥面形成夾持和輸送所述彎曲的復(fù)層金屬板的弧形通道，穿過所述弧形通道的所述復(fù)層金屬板與所述基層金屬板接觸；用于加熱所述基層金屬板的加熱面是水平表面。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備中，所述壓下彎曲輥道與所述弧形通道連通。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備中，所述第二軋機的上輥為主動輥、所述第二軋機的下輥為從動輥，或者所述第二軋機的上輥為從動輥、所述第二軋機的下輥為主動輥，或者所述第二軋機的上輥和下輥均為主動輥。

優(yōu)選地，在上述的制備金屬復(fù)合板的設(shè)備中，還包括，第三軋機，設(shè)置于所述第二軋機的后方，用于在所述第二軋機將所述復(fù)層金屬板咬入時，對所述基層金屬板產(chǎn)生拉力，輔助彎曲后的復(fù)層金屬板的咬入；且在穩(wěn)定擠壓軋制階段時，對金屬復(fù)合板產(chǎn)生拉力，輔助擠壓軋制，同時對金屬復(fù)合板進行整形處理。

利用上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備制備金屬復(fù)合板的方法，包括如下步驟：

a基層金屬板的處理：

a.1所述第一清理裝置對所述基層金屬板的表面進行清理，得到去除表面氧化層的基層金屬板，

a.2所述第一軋機對去除表面氧化層的所述基層金屬板進行夾持和/或軋制并以規(guī)定速度將所述基層金屬板沿水平方向傳送，

a.3所述拋光裝置對來自所述第一軋機的基層金屬板進行拋光，得到拋光后的基層金屬板，

a.4拋光后的所述基層金屬板被傳送至所述第一加熱裝置，所述第一加熱裝置對拋光后的所述基層金屬板進行加熱，得到加熱后的基層金屬板；

b復(fù)層金屬板的處理：

b.1所述第二加熱裝置對所述復(fù)層金屬板進行第一次加熱，得到第一次加熱后的復(fù)層金屬板，

b.2第二清理裝置對第一次加熱后的所述復(fù)層金屬板的表面進行清理，得到去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板，

b.3將去除表面氧化層和油污的所述復(fù)層金屬板輸送至壓下彎曲輥道并穿過所述壓下彎曲輥道以使所述復(fù)層金屬板向下或向上彎曲，得到彎曲后的復(fù)層金屬板，

b.4所述第一加熱裝置對彎曲后的所述復(fù)層金屬板進行第二次加熱，得到第二次加熱后的復(fù)層金屬板；

c加熱后的所述基層金屬板沿水平方向進入所述第二軋機，第二次加熱后的所述復(fù)層金屬板彎曲地進入所述第二軋機，進入所述第二軋機的所述復(fù)層金屬板的復(fù)合面與所述基層金屬板的復(fù)合面接觸，并在所述第二軋機中進行擠壓軋制，得到所述金屬復(fù)合板并將所述金屬復(fù)合板沿水平方向傳送。

d所述金屬復(fù)合板沿水平方向進入所述第三軋機，所述第三軋機對金屬復(fù)合板進行整形處理。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的方法中，在所述第二軋機進行復(fù)合擠壓軋制之前，所述基層金屬板先被輸送至第三軋機中，之后所述復(fù)層金屬板被輸送至所述第二軋機的入口處，所述復(fù)層金屬板被所述第二軋機咬入時，所述第三軋機對所述基層金屬板產(chǎn)生拉力，從而輔助彎曲后的復(fù)層金屬板的咬入；出所述第二軋機的金屬復(fù)合板被輸送至所述第三軋機，所述第三軋機對所述金屬復(fù)合板產(chǎn)生拉力，從而輔助擠壓軋制，同時對金屬復(fù)合板進行整形處理。

優(yōu)選地，在上述制備金屬復(fù)合板的方法中，所述第一加熱裝置對所述基層金屬板進行加熱時，同時向所述基層金屬板復(fù)合面噴射保護氣體，實現(xiàn)對所述拋光后的基層金屬板復(fù)合面在保護氛圍下的加熱；所述第一加熱裝置對所述復(fù)層金屬板進行加熱時，同時向所述復(fù)層金屬板復(fù)合面噴射保護氣體，實現(xiàn)對所述復(fù)層金屬板復(fù)合面在保護氛圍下的加熱。

分析可知，本發(fā)明公開一種制備金屬復(fù)合板的設(shè)備及其制備方法，本發(fā)明提供的制備金屬復(fù)合板的設(shè)備及其制備方法主要存在下述優(yōu)點：

本發(fā)明實施過程中，

(1)對復(fù)層金屬板和基層金屬板的清理均采用在線清理裝置，提高效率；

(2)無需對復(fù)層金屬板和基層金屬板進行真空狀態(tài)下的焊接處理，降低成本，提高效率；

(3)利用感應(yīng)加熱裝置只對復(fù)層金屬板和基層金屬板的復(fù)合面進行加熱，有利于界面的結(jié)合，與傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法中對整個坯料進行加熱相比，可以提高能源的利用率，降低能源的浪費；

(4)感應(yīng)加熱裝置對復(fù)層金屬板和基層金屬板的復(fù)合面進行加熱時，噴射保護氣體對復(fù)合界面進行保護；

(5)基層金屬板與復(fù)層金屬板的結(jié)合界面在相互接觸之前，存在一定角度，二者沿弧形斜面逐漸相互接觸，隨著軋制擠壓的進行，兩金屬復(fù)合面逐漸接觸至相互作用，避免了保護氣體進入復(fù)合面，影響復(fù)合強度；

(6)第二軋機中基層金屬板與復(fù)層金屬板的復(fù)合面，發(fā)生擠壓和摩擦，兩金屬復(fù)合面之間不僅發(fā)生正向作用，也發(fā)生切向作用，與傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法相比，有利于提高復(fù)合面強度；

(7)第三軋機對基層金屬板的拉力作用，有助于復(fù)層金屬板的咬入；第三軋機對金屬復(fù)合板的拉力作用，有利于軋制擠壓的進行；

(8)通過對兩金屬復(fù)合面的加熱及其之間的相互搓軋作用，可以降低對軋機設(shè)備的要求，降低軋制復(fù)合所需要的臨界變形力，并實現(xiàn)兩金屬板機械結(jié)合的同時達到冶金結(jié)合；

(9)基層金屬板與復(fù)層金屬板連續(xù)進入該設(shè)備，可以實現(xiàn)金屬復(fù)合板的連續(xù)化生產(chǎn)。

通過本發(fā)明制備的金屬復(fù)合板可進行后續(xù)處理，即將所得金屬復(fù)合板作為基層金屬板，其與另一復(fù)層金屬板利用本發(fā)明提供的方法和/或設(shè)備進行處理獲得三層或者三層以上的金屬復(fù)合板。

附圖說明

圖1是制備方法流程示意圖；

圖2是金屬復(fù)合板擠壓軋制開始咬入復(fù)合示意圖；

圖3是金屬復(fù)合板擠壓軋制穩(wěn)定過程示意圖。

附圖標記說明：1第一清理裝置，2第一軋機，3拋光裝置，4第一加熱裝置，5第二加熱裝置，6第二清理裝置，7壓下彎曲導(dǎo)輪，8第二軋機，9第三軋機；10基層金屬板，11復(fù)層金屬板，12金屬復(fù)合板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。

一種制備金屬復(fù)合板的設(shè)備其一實施例的示意圖如圖2和圖3所示，金屬復(fù)合板12由基層金屬板10和復(fù)層金屬板11復(fù)合而成，且基層金屬板10的復(fù)合面為上表面，該設(shè)備包括第一清理裝置1、第一軋機2、拋光裝置3、第一加熱裝置4、第二加熱裝置5、第二清理裝置6、壓下彎曲導(dǎo)輪7、第二軋機8和第三軋機9，下面對本發(fā)明設(shè)備所包含的各部分一一進行描述。

第一清理裝置1，用于清除基層金屬板10的表面氧化層，其為本領(lǐng)域常用的清理裝置，例如除銹打磨機。

第一軋機2，緊鄰或靠近于第一清理裝置1即設(shè)置于第一清理裝置1的正后方(該后方是相對于基層金屬板10的運行方向而言的，基層金屬板10先經(jīng)過的裝置在前方，后經(jīng)過的裝置在后方)，用于夾持并水平輸送來自第一清理裝置1、的基層金屬板10，可通過調(diào)整第一軋機2上下輥的線速度來控制基層金屬板10的傳輸速度，從而保證第一軋機2與第二軋機8的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)連續(xù)復(fù)合板的生產(chǎn)；本發(fā)明中使用的第一軋機2可以是本領(lǐng)域常用的普通兩輥軋機。

拋光裝置3，緊鄰或靠近于第一軋機2即設(shè)置于第一軋機2的正后方且位于基層金屬板10的上方，用于拋光清理來自第一軋機2的基層金屬板10的上表面，拋光裝置3為本領(lǐng)域常用的金屬拋光機。基層金屬板10的上表面經(jīng)拋光清理后形成一定表面粗糙度，可以提高復(fù)合面上基層金屬板10與復(fù)層金屬板11的摩擦，促進復(fù)合面形成機械結(jié)合。當(dāng)然，如果基層金屬板10的復(fù)合面為下表面時，拋光裝置3需設(shè)置于基層金屬板10的下方，用于拋光清理來自第一軋機2的基層金屬板10的下表面。

第一加熱裝置4，緊鄰或靠近于拋光裝置3即設(shè)置于拋光裝置3的正后方、位于基層金屬板10的上方且靠近第二軋機8的上輥，用于加熱基層金屬板10的上表面。當(dāng)然，如果基層金屬板10的復(fù)合面為下表面時，第一加熱裝置4將位于基層金屬板10的下方且靠近第二軋機8的下輥，用于加熱基層金屬板10的下表面。

在本發(fā)明中第一加熱裝置4優(yōu)選設(shè)有兩個加熱面a和b：其中一個加熱面a用來加熱復(fù)層金屬板11的復(fù)合面，加熱面b用于加熱基層金屬板10的復(fù)合面，加熱面b是水平表面。這樣就僅需一個加熱裝置即可完成基層金屬板10和復(fù)層金屬板11進入第二軋制前的復(fù)合面的加熱。對復(fù)層金屬板11和基層金屬板10的復(fù)合面進行加熱，有利于界面的結(jié)合，與傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法中對整個坯料進行加熱相比，可以提高能源的利用率；第一加熱裝置4設(shè)有兩個加熱面a和b能夠與需要加熱的復(fù)層金屬板11和基層金屬板10的復(fù)合面完全貼合，提高了能源的利用率。

為了使本發(fā)明的設(shè)備適合于溫度相差較大的兩種金屬板的復(fù)合，第一加熱裝置4更優(yōu)選為感應(yīng)加熱裝置，其可以同時實現(xiàn)對兩金屬板進行不同溫度的加熱。上述感應(yīng)加熱裝置是用空心銅管繞成感應(yīng)器，感應(yīng)器優(yōu)選為c型或者槽型結(jié)構(gòu)，方便將基層金屬板10的上表面(復(fù)合面)和復(fù)層金屬板11的下表面(復(fù)合面)包裹，通入中頻或高頻交流電后，在基層金屬板10和復(fù)層金屬板11的表面形成同頻率的感應(yīng)電流，將金屬板表面迅速加熱，且通過頻率等控制，可以實現(xiàn)對兩金屬板進行不同溫度的加熱。由于本發(fā)明采用感應(yīng)加熱裝置對進入第二軋機的基層金屬板10和復(fù)層金屬板11進行不同溫度的加熱，因此，本發(fā)明的方法適合軋制溫度相差較大的兩種金屬板的復(fù)合。

第二加熱裝置5，用于預(yù)熱復(fù)層金屬板11，其可以為普通的加熱裝置，也可以為感應(yīng)加熱裝置；

第二清理裝置6，緊鄰或靠近第二加熱裝置5即設(shè)置于第二加熱裝置5后方(該后方是相對于復(fù)層金屬板11的運行方向而言的，復(fù)層金屬板11先經(jīng)過的裝置在前方，后經(jīng)過的裝置在后方)，用于去除來自第二加熱裝置5的復(fù)層金屬板11的表面氧化層和油污，其為本領(lǐng)域常用的清理裝置，例如除銹打磨機；第二加熱裝置5、第二清理裝置6、壓下彎曲輥道、第一清理裝置1、第一軋機2、拋光裝置3和第一加熱裝置4均位于第二軋制8的同一側(cè)。優(yōu)選地，第二加熱裝置5、第二清理裝置6、壓下彎曲輥道位于第一清理裝置1、第一軋機2、拋光裝置3和第一加熱裝置4的上方。當(dāng)然，如果基層金屬板10的復(fù)合面是下表面，則第二加熱裝置5、第二清理裝置6和壓下彎曲輥道位于第一清理裝置1、第一軋機2、拋光裝置3和第一加熱裝置4的下方。

壓下彎曲導(dǎo)輪7，壓下彎曲導(dǎo)輪7設(shè)有上下兩排，上排壓下彎曲導(dǎo)輪7與下排壓下彎曲導(dǎo)輪7之間的空隙形成壓下彎曲輥道，設(shè)置于第二清理裝置6的后方，用于將沿水平方向輸送的來自第二清理裝置6的復(fù)層金屬板11向下彎曲；優(yōu)選地，上下兩排壓下彎曲導(dǎo)輪9中的每排均設(shè)有至少兩個壓下彎曲導(dǎo)輪7；靠近第二軋機8的壓下彎曲導(dǎo)輪7的直徑小于遠離第二軋機8的壓下彎曲導(dǎo)輪7的直徑；壓下彎曲導(dǎo)輪7的數(shù)量越多即排列的越緊密，復(fù)層金屬板11向下彎曲的越均勻。即壓下彎曲輥道是弧形向下(或向上)彎曲的。

第一加熱裝置4中用于加熱復(fù)層金屬板11的加熱面a是與第二軋機8入口處上輥的外圓周面即輥面對應(yīng)的弧形表面，該弧形表面與對應(yīng)的上輥的外圓周面形成夾持和輸送彎曲的復(fù)層金屬板11的弧形通道，該弧形通道與壓下彎曲輥道連通，穿過弧形通道的彎曲復(fù)層金屬板11與基層金屬板10接觸；另一個加熱面b用來加熱基層金屬板10的復(fù)合面，用于加熱基層金屬板10的加熱面b是水平表面。

當(dāng)然，如果基層金屬板10的復(fù)合面為下表面時，壓下彎曲導(dǎo)輪7，設(shè)置在基層金屬板10的下方，上排壓下彎曲導(dǎo)輪7與下排壓下彎曲導(dǎo)輪7之間的空隙為復(fù)層金屬板11的壓下彎曲輥道，用于將沿水平方向輸送的來自第二清理裝置6的復(fù)層金屬板11向上彎曲；第一加熱裝置4中用于加熱復(fù)層金屬板11的加熱面a則是與第二軋機8入口處下輥的外圓周面即輥面對應(yīng)的弧形表面，該弧形表面與對應(yīng)的下輥的外圓周面形成夾持和輸送彎曲的復(fù)層金屬板11的弧形通道，該弧形通道與壓下彎曲輥道連通，穿過弧形通道的彎曲復(fù)層金屬板11與基層金屬板10的下表面接觸；另一個加熱面b用來加熱基層金屬板10的復(fù)合面即下表面，用于加熱基層金屬板10的加熱面b是水平表面。

第二軋機8，設(shè)置于第一加熱裝置4的后方，且第二軋機8的上輥面或下輥面與第一加熱裝置4的加熱面a形成供彎曲復(fù)層金屬板11通過的弧形通道，用于將加熱后且彎曲傳送至第二軋機8入口的復(fù)層金屬板11與水平傳送至第二軋機8入口的基層金屬板10擠壓軋制以形成金屬復(fù)合板。第二軋機8可以為本領(lǐng)域常用的兩輥軋機，其上輥為主動輥、下輥為從動輥，或者第二軋機8的上輥為從動輥、第二軋機8的下輥為主動輥，或者第二軋機8的上輥和下輥均為主動輥。第二軋機8的軋輥對復(fù)層金屬板11和基層金屬板10產(chǎn)生擠壓軋制作用；促使基層金屬板10與復(fù)層金屬板11在張力作用下發(fā)生相對移動，產(chǎn)生摩擦作用，增強復(fù)合強度。

第三軋機9，設(shè)置于第二軋機8的后方(該后方是相對于基層金屬板10的運行方向而言的，基層金屬板10先經(jīng)過的裝置在前方，后經(jīng)過的裝置在后方)即與第二軋機8相鄰，用于在第二軋機8將復(fù)層金屬板11咬入時，對基層金屬板10產(chǎn)生拉力，輔助彎曲后的復(fù)層金屬板11的咬入；且在穩(wěn)定擠壓軋制階段，對金屬復(fù)合板12產(chǎn)生拉力，輔助擠壓軋制，同時對金屬復(fù)合板12進行整形處理。

當(dāng)然，本發(fā)明的制備金屬復(fù)合板設(shè)備也可以不包括第三軋機9，而是僅通過第二軋機8來實現(xiàn)兩種金屬板的復(fù)合，比如調(diào)整第二軋機8的上下輥轉(zhuǎn)速，使其不對稱，從而進行異步軋制，使基層金屬板10與復(fù)層金屬板11發(fā)生相對運動，對復(fù)層金屬板11的下表面與基層金屬板10的上表面發(fā)生擠壓搓軋作用以實現(xiàn)復(fù)合，得到金屬復(fù)合板12。

上述設(shè)備中的各部分可以以在線運行的方式進行金屬板的復(fù)合，即本發(fā)明設(shè)備中的各裝置和軋機形成一條生產(chǎn)線，從而實現(xiàn)金屬復(fù)合板的連續(xù)生產(chǎn)。

利用上述制備金屬復(fù)合板的設(shè)備制備金屬復(fù)合板的方法，如圖1所示，包括如下步驟：

a基層金屬板10的處理：

a.1第一清理裝置1對基層金屬板10的表面進行清理，得到去除表面氧化層的基層金屬板10，對基層金屬板10的表面清理采用在線清理，提高效率；也就是說，經(jīng)第一清理裝置1清理后的基層金屬板10直接輸送至生產(chǎn)線上的下一個裝置即第一軋機2。

a.2第一軋機2對去除表面氧化層的基層金屬板10進行夾持并以規(guī)定速度將基層金屬板10沿水平方向傳送至生產(chǎn)線上緊鄰第一軋機2的拋光裝置3，如果基層金屬板10表面不平整，可以在第一軋機2對基層金屬板10進行夾持的同時軋制，進而得到表面平整的基層金屬板10；第一軋機2的出口速度略小于或等于第二軋機8的入口速度，比如第一軋機2的出口速度與第二軋機8的入口速度之差小于等于0.1m/s，這樣可以保證基層金屬板10在第一軋機2和第二軋機8之間存在一定的張力，從而更有利于基層金屬板10和復(fù)層金屬板11在第二軋機上的復(fù)合。

a.3拋光裝置3對表面平整的基層金屬板10進行拋光，得到拋光后的基層金屬板10，優(yōu)選地，在基層金屬板10的復(fù)合面為上表面時，僅對基層金屬板10的上表面進行打磨和清理；在基層金屬板10的上表面拋光并形成一定表面粗糙度，提高復(fù)合面上基層金屬板10與復(fù)層金屬板11的摩擦，促進復(fù)合面形成機械結(jié)合；但如果基層金屬板10的復(fù)合面為下表面，則對基層金屬板10的下表面進行拋光。

a.4拋光后的基層金屬板10被傳送至第一加熱裝置4，第一加熱裝置4對拋光后的基層金屬板10進行加熱，得到加熱后的基層金屬板10，優(yōu)選地，對拋光后的基層金屬板10進行加熱(由第一加熱裝置4的加熱面b來完成)時，在基層金屬板10的復(fù)合面為上表面情況下，僅對基層金屬板10的上表面進行加熱，即僅對基層金屬板10的復(fù)合面進行加熱，有利于界面的結(jié)合，且與傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法中對整個坯料進行加熱相比，可以提高能源的利用率；對基層金屬板10的加熱溫度依據(jù)基層金屬板的具體材質(zhì)而定。

更優(yōu)選地，在給拋光后的基層金屬板10加熱的同時，向拋光后的基層金屬板10的加熱部分噴射保護氣體，實現(xiàn)對拋光后的基層金屬板10表面在保護氛圍下的加熱，噴射保護氣體能對復(fù)合界面進行保護，是為了避免加熱時空氣氧化金屬等問題的出現(xiàn)。保護氣體最好選用惰性氣體，比如氮氣、氬氣等，但是根據(jù)氣體與金屬的反應(yīng)動力學(xué)，針對兩金屬的加熱溫度，從成本考慮，可以適當(dāng)選用一些活性氣體，比如二氧化碳。由于在該加熱溫度下，金屬和氣體幾乎不發(fā)生反應(yīng)。

b復(fù)層金屬板11的處理：

b.1第二加熱裝置5對復(fù)層金屬板11進行第一次加熱，得到第一次加熱后的復(fù)層金屬板11，以利于后續(xù)步驟的進行；具體的加熱溫度只要能夠保證復(fù)層金屬板11順利彎曲即可。

b.2第二清理裝置6對加熱后的復(fù)層金屬板11的表面進行清理，得到去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11，對復(fù)層金屬板11的表面清理采用在線清理，提高效率；也就是說，第二清理裝置6位于生產(chǎn)線上，經(jīng)第二清理裝置6清理后的復(fù)層金屬板11直接輸送至生產(chǎn)線上的下一個裝置即第二軋機2的輥面與壓下彎曲導(dǎo)輪7形成的壓下彎曲輥道。

b.3將去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11輸送至壓下彎曲輥道并穿過壓下彎曲輥道以使復(fù)層金屬板11向下(壓下彎曲導(dǎo)輪7如圖2中所示的設(shè)置在基層金屬板10的上方時)或向上(壓下彎曲導(dǎo)輪7如圖2中所示設(shè)置在基層金屬板10的下方時)彎曲，得到彎曲后的復(fù)層金屬板11。

b.4第一加熱裝置4對彎曲后的復(fù)層金屬板11進行第二次加熱，即彎曲后的復(fù)層金屬板11進入由加熱面a和與加熱面a對應(yīng)的第二軋機8入口處上輥輥面形成的弧形通道，得到第二次加熱后的復(fù)層金屬板11，復(fù)層金屬板11第二次加熱的具體溫度由其材質(zhì)決定；優(yōu)選地，對拋光后的復(fù)層金屬板11進行加熱時，僅對復(fù)層金屬板11的復(fù)合面進行加熱，有利于界面的結(jié)合，且與傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法中對整個坯料進行加熱相比，可以提高能源的利用率；

更優(yōu)選地，將彎曲后的復(fù)層金屬板11進行第二次加熱時，同時向彎曲后的復(fù)層金屬板11復(fù)合面噴射保護氣體，實現(xiàn)對彎曲后的復(fù)層金屬板11表面在保護氛圍下的第二次加熱，噴射保護氣體是為了避免加熱時空氣氧化金屬等問題的出現(xiàn)。保護氣體最好選用惰性氣體，比如氮氣、氬氣等，但是根據(jù)氣體與金屬的反應(yīng)動力學(xué)，針對兩金屬的加熱溫度，從成本考慮，可以適當(dāng)選用一些活性氣體，比如二氧化碳。由于在該加熱溫度下，金屬和氣體幾乎不發(fā)生反應(yīng)。

c進行擠壓軋制復(fù)合：加熱后的基層金屬板10沿水平方向進入第二軋機8，第二次加熱后的復(fù)層金屬板11彎曲地進入第二軋機8，進入第二軋機8的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面接觸，接著復(fù)層金屬板11被第二軋機咬入，之后由第二軋機繼續(xù)對復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面進行擠壓軋制，從而實現(xiàn)復(fù)合，得到金屬復(fù)合板12。

具體地，彎曲后的復(fù)層金屬板11是以有利角度進入第二軋機8的軌道，所述有利角度包括夾角β和咬入角α。其中，夾角β是指復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面在剛開始相互接觸且未被第二軋機8咬入時復(fù)層金屬板11與基層金屬板10之間形成的夾角，該夾角β需要滿足如下要求：tanβ<(f3-f1)，f3為復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面在剛開始相互接觸且未被第二軋機8咬入時基層金屬板10與第二軋機8下輥之間的摩擦系數(shù)，f1為復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面在剛開始相互接觸且未被第二軋機8咬入時復(fù)層金屬板11與第二軋機8上輥之間的摩擦系數(shù)。咬入角α是指復(fù)層金屬板11被第二軋機8咬入的角度，夾角β與咬入角α需滿足如下關(guān)系：α＝2β。彎曲后的復(fù)層金屬板11以上述角度進入第二軋機8的軌道可以實現(xiàn)穩(wěn)定咬入和軋制。另外，基層金屬板10與復(fù)層金屬板11的復(fù)合面在相互接觸時，存在一定角度，隨著軋制擠壓的進行，基層金屬板10與復(fù)層金屬板11的復(fù)合面逐漸接觸至相互作用，避免了保護氣體進入復(fù)合面，影響復(fù)合強度。

具體地，該擠壓軋制復(fù)合步驟可以通過兩種方式來完成：

第一種方式，通過第三軋機9的輔助來完成兩塊金屬板的擠壓軋制復(fù)合，基層金屬板10與復(fù)層金屬板11的復(fù)合面在相互接觸之前，基層金屬板10已被輸送至第三軋機9，第三軋機9對基層金屬板10產(chǎn)生拉力，第二軋機8入口處基層金屬板10與復(fù)層金屬11產(chǎn)生相對運動，復(fù)層金屬板11在基層金屬板10對其產(chǎn)生的摩擦力作用下進入第二軋機，之后受第二軋機上下輥的擠壓軋制作用，兩金屬板結(jié)合，得到的金屬復(fù)合板12沿水平方向傳送至第三軋機9，第三軋機9對金屬復(fù)合板12產(chǎn)生拉力，牽引金屬復(fù)合板12向前移動，使得第二軋機8繼續(xù)對復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面發(fā)生擠壓搓軋作用以實現(xiàn)復(fù)合，從而實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)金屬復(fù)合板12。金屬復(fù)合板12沿水平方向進入第三軋機9，第三軋機9利用小壓下量(比如壓下量小于1％)對金屬復(fù)合板12進行整形處理，第三軋機9的入口速度略大于第二軋機8的出口速度，比如第三軋機9的入口速度與第二軋機8的出口速度的差值小于0.2m/s，從而可以保證兩軋機之間存在張力。

在該第一種方式中，在第二軋機8將復(fù)層金屬板11咬入時，通過第三軋機9對基層金屬板10的拉力，輔助復(fù)層金屬板11的咬入，有利于實現(xiàn)擠壓軋制；在穩(wěn)定擠壓軋制階段，通過第三軋機9對金屬復(fù)合板12的拉力，可以控制第二軋機8中基層金屬板10與復(fù)層金屬板11之間的摩擦作用。

第二種方式，無需第三軋機9的輔助，僅需調(diào)整第二軋機8的上下輥轉(zhuǎn)速，使其不對稱，從而進行異步軋制，使基層金屬板10與復(fù)層金屬板11發(fā)生相對運動，對復(fù)層金屬板11的下表面與基層金屬板10的上表面發(fā)生擠壓搓軋作用以實現(xiàn)復(fù)合，得到金屬復(fù)合板12。

對于本發(fā)明而言，基層金屬板10一般為硬質(zhì)金屬(不易于彎曲變形)，復(fù)層金屬板一般為軟質(zhì)金屬(塑性好，易于彎曲變形)，如：銅鋼復(fù)合板中，鋼作為基層金屬板，銅作為復(fù)層金屬板。本發(fā)明中，基層金屬板的變形相對較小，復(fù)層金屬板的變形相對較大。擠壓軋制復(fù)合中，基層金屬板的厚度變化較小，復(fù)合板中基層金屬板厚度幾乎與原厚度相近，復(fù)合板中復(fù)層金屬板的厚度主要通過第二軋機的輥縫控制。

在本發(fā)明中，基層金屬板10進入第二軋機的時間要早于復(fù)層金屬板11進入第二軋機的時間。

傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法在進行軋制時，側(cè)重于復(fù)合板垂直方向的變形；本發(fā)明在進行擠壓軋制時，充分利用界面之間的摩擦，同時結(jié)合垂直方向的受力，更有利于復(fù)合界面的結(jié)合，相對于傳統(tǒng)熱軋復(fù)合法，最低可降低10％的軋制力。

下面列舉幾個實施例以對本發(fā)明金屬復(fù)合板的生產(chǎn)方法進行詳細說明。

實施例1：

一種銅-鋼金屬復(fù)合板的制備

本實施例中，基層金屬板10為11mm厚的q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，復(fù)層金屬板11為9mm厚的紫銅。

a基層金屬板的處理：

a.1第一清理裝置1對基層金屬板10進行機械清理，得到去除表面氧化層的基層金屬板10；

a.2第一軋機2對去除表面氧化層的基層金屬板10進行夾持并以規(guī)定速度將基層金屬板10沿水平方向傳送至拋光裝置3；

a.3拋光裝置3將表面平整的基層金屬板10的上表面進行橫向打磨和表面清理，得到拋光后的基層金屬板10；

a.4拋光后的基層金屬板10被傳送至第一加熱裝置4，并由第一加熱裝置4的加熱面b對基層金屬板10的復(fù)合面進行加熱，第一加熱裝置4將拋光后的基層金屬板10的復(fù)合面感應(yīng)加熱至800℃，同時噴射co2氣體形成保護氣氛；

b復(fù)層金屬板的處理：

b.1第二加熱裝置5將復(fù)層金屬板11加熱到300℃，得到第一次加熱后的復(fù)層金屬板11；

b.2第二清理裝置6對將加熱后的復(fù)層金屬板11的表面進行清理，得到去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11；

b.3將去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11輸送至壓下彎曲輥道并穿過壓下彎曲輥道以使復(fù)層金屬板11向下彎曲，得到彎曲后的復(fù)層金屬板11；

b.4彎曲后的復(fù)層金屬板11進入弧形通道，由第一加熱裝置4的加熱面a將彎曲后的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面感應(yīng)加熱至500℃，同時噴射co2氣體形成保護氣氛，得到第二次加熱后的復(fù)層金屬板11；

c進行擠壓軋制復(fù)合：加熱后的基層金屬板10通過第二軋機8進入第三軋機9，同時，第二次加熱后的復(fù)層金屬板11彎曲地進入第二軋機8，進入第二軋機8的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面接觸，第三軋機9對基層金屬板10產(chǎn)生拉力，第二軋機8入口處基層金屬板10與復(fù)層金屬板11產(chǎn)生相對運動，復(fù)層金屬板11在基層金屬板10對其產(chǎn)生的摩擦力作用下進入第二軋機8，同時受第二軋機8上下輥的擠壓作用，復(fù)層金屬板11下表面與基層金屬板10的上表面發(fā)生擠壓搓軋作用實現(xiàn)復(fù)合，得到金屬復(fù)合板12。

d穩(wěn)定擠壓軋制：隨著擠壓軋制的進行，金屬復(fù)合板12進入第三軋機9，第三軋機9對金屬復(fù)合板12產(chǎn)生拉力，牽引金屬復(fù)合板12向前移動，使得第二軋機繼續(xù)對復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面發(fā)生擠壓搓軋作用實現(xiàn)復(fù)合，繼續(xù)得到金屬復(fù)合板12。

其中，第一軋機2的出口速度為0.6m/s；第二軋機8的上下輥均設(shè)為從動輥，壓下量為4mm，第二軋機8的入口速度為0.6m/s；第三軋機壓下量為1mm，第三軋機9的入口速度為0.7m/s。

本實施例中，得到的金屬復(fù)合板12的復(fù)合面結(jié)合強度達到92mpa，金屬復(fù)合板12的厚度為15mm，且厚度均勻。

實施例2：

一種銅-不銹鋼金屬復(fù)合板的制備

本實施例中，基層金屬板10為10mm厚的q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，復(fù)層金屬板11為9mm厚的紫銅。

a基層金屬板的處理：

a.1第一清理裝置1對基層金屬板10進行機械清理，得到去除表面氧化層的基層金屬板10；

a.2第一軋機2對去除表面氧化層的基層金屬板10進行夾持并以規(guī)定速度將基層金屬板10沿水平方向傳送至拋光裝置3；

a.3拋光裝置3將表面平整的基層金屬板10的上表面進行橫向打磨和表面清理，得到拋光后的基層金屬板10；

a.4拋光后的基層金屬板10被傳送至第一加熱裝置4，并由第一加熱裝置4的加熱面b對基層金屬板10的復(fù)合面進行加熱，第一加熱裝置4將拋光后的基層金屬板10的復(fù)合面感應(yīng)加熱至900℃，同時噴射co2氣體形成保護氣氛；

b復(fù)層金屬板的處理：

b.1第二加熱裝置5將復(fù)層金屬板11加熱到300℃，得到第一次加熱后的復(fù)層金屬板11；

b.2第二清理裝置6對將加熱后的復(fù)層金屬板11的表面進行清理，得到去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11；

b.3將去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11輸送至壓下彎曲輥道并穿過壓下彎曲輥道以使復(fù)層金屬板11向下彎曲，得到彎曲后的復(fù)層金屬板11，得到彎曲后的復(fù)層金屬板11；

b.4彎曲后的復(fù)層金屬板11進入弧形通道，由第一加熱裝置4的加熱面a將彎曲后的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面感應(yīng)加熱至500℃，同時噴射co2氣體形成保護氣氛，得到第二次加熱后的復(fù)層金屬板11；

c進行擠壓軋制復(fù)合：加熱后的基層金屬板10通過第二軋機8進入第三軋機9，同時，第二次加熱后的復(fù)層金屬板11彎曲地進入第二軋機8，進入第二軋機8的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面接觸，第三軋機9對基層金屬板10產(chǎn)生拉力，第二軋機8入口處基層金屬板10與復(fù)層金屬11產(chǎn)生相對運動，復(fù)層金屬板11在基層金屬板10對其產(chǎn)生的摩擦力作用下進入第二軋機，同時受第二軋機上下輥的擠壓作用，復(fù)層金屬板11的下表面與基層金屬板10的上表面發(fā)生擠壓搓軋作用實現(xiàn)復(fù)合，得到金屬復(fù)合板12。

d穩(wěn)定擠壓軋制：隨著擠壓軋制的進行，金屬復(fù)合板12進入第三軋機9，第三軋機9對金屬復(fù)合板12產(chǎn)生拉力，牽引金屬復(fù)合板12向前移動，使得第二軋機繼續(xù)對復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面發(fā)生擠壓搓軋作用實現(xiàn)復(fù)合，繼續(xù)得到金屬復(fù)合板12。

其中，第一軋機2的出口速度為0.5m/s；第二軋機8的上輥設(shè)為從動輥，下輥設(shè)為主動輥，壓下量為3mm，第二軋機8的入口速度為0.6m/s；第三軋機壓下量為1mm，第三軋機9的入口速度為0.7m/s。

本實施例中，得到的金屬復(fù)合板12的復(fù)合面結(jié)合強度達到92mpa，金屬復(fù)合板12厚度為15mm，且厚度均勻；

實施例3：

一種鋁-銅金屬復(fù)合板的制備

本實施例中，基層金屬板10為7mm厚的紫銅，復(fù)層金屬板11為5mm厚的1050鋁。

a基層金屬板的處理：

a.1第一清理裝置1對基層金屬板10進行機械清理，得到去除表面氧化層的基層金屬板10；

a.2第一軋機2對去除表面氧化層的基層金屬板10進行夾持并以規(guī)定速度將基層金屬板10沿水平方向傳送至拋光裝置；

a.3拋光裝置3將表面平整的基層金屬板10的上表面進行橫向打磨和表面清理，得到拋光后的基層金屬板10；

a.4拋光后的基層金屬板10被傳送至第一加熱裝置4，并由第一加熱裝置4的加熱面b對基層金屬板10的復(fù)合面進行加熱，第一加熱裝置4將拋光后的基層金屬板10的復(fù)合面感應(yīng)加熱至500℃，同時噴射ar氣形成保護氣氛；

b復(fù)層金屬板的處理：

b.1第二加熱裝置5將復(fù)層金屬板11加熱到100℃，得到第一次加熱后的復(fù)層金屬板11；

b.2第二清理裝置6對將加熱后的復(fù)層金屬板11的表面進行清理，得到去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11；

b.3將去除表面氧化層和油污的復(fù)層金屬板11輸送至壓下彎曲輥道并穿過壓下彎曲輥道以使復(fù)層金屬板11向下彎曲，得到彎曲后的復(fù)層金屬板11，得到彎曲后的復(fù)層金屬板11；

b.4彎曲后的復(fù)層金屬板11進入弧形通道，由第一加熱裝置4的加熱面a將彎曲后的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面感應(yīng)加熱至160℃，同時噴射ar氣形成保護氣氛，得到第二次加熱后的復(fù)層金屬板11；

c進行擠壓軋制復(fù)合：加熱后的基層金屬板10通過第二軋機8進入第三軋機9，同時，第二次加熱后的復(fù)層金屬板11彎曲地進入第二軋機8，進入第二軋機8的復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面接觸，第三軋機9對基層金屬板10產(chǎn)生拉力，第二軋機8入口處基層金屬板10與復(fù)層金屬11產(chǎn)生相對運動，復(fù)層金屬板11在基層金屬板10對其產(chǎn)生的摩擦力作用下進入第二軋機，同時受第二軋機上下輥的擠壓作用，復(fù)層金屬板11的下表面與基層金屬板10的上表面發(fā)生擠壓搓軋作用實現(xiàn)復(fù)合，得到金屬復(fù)合板12。

d穩(wěn)定擠壓軋制：隨著擠壓軋制的進行，金屬復(fù)合板12出第二軋機8，調(diào)整第二軋機8上下輥轉(zhuǎn)速，下輥表面線速度大于上輥表面線速度，進行異步軋制，使兩金屬板發(fā)生相對運動，對復(fù)層金屬板11的復(fù)合面與基層金屬板10的復(fù)合面發(fā)生擠壓搓軋作用實現(xiàn)復(fù)合，繼續(xù)得到金屬復(fù)合板12。

其中，第一軋機2的出口速度為0.7m/s；第二軋機8的上輥設(shè)為主動輥，下輥設(shè)為從動輥，壓下量為2.5mm，第二軋機8的入口速度為0.75m/s；第三軋機壓下量為0.5mm，第三軋機9的入口速度為0.8m/s。

本實施例中，得到的金屬復(fù)合板12的復(fù)合面結(jié)合強度達到56mpa，金屬復(fù)合板12厚度為9mm，且厚度均勻。

由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。