一种利用自包套结构提高Ti2AlNb/高强铝合金复合板轧制质量的方法

技术领域

本发明涉及提高Ti

背景技术

目前超声速、高超声速飞行器飞速发展，跨声速机动、高超声速飞行技术越来越成熟，短时超高6马赫飞行已经逐步成为常态，而“热障效应”使飞行器蒙皮温度超过700℃，短时耐高温、整体轻质、高强度等等多重苛刻要求被提出，单一金属已经难以满足其要求。Ti

发明内容

本发明要解决现有Ti

一种利用自包套结构提高Ti

一、自包套结构与制备：

利用高强铝合金制备背板，利用钢材或高强铝合金制备盖板，背板与盖板组成自包套结构；

所述的背板一侧表面由外至内依次梯度设置上层平台及底部平台，且底层平台位于上层平台中间底部；所述的盖板与上层平台相匹配；

二、组装：

对背板的底层平台、Ti

三、复合板轧制：

在温度为250℃～300℃的条件下，对待轧制件保温，再在温度为650℃～800℃的条件下保温，保温后进行轧制，轧辊温度为室温，轧制速度为0.5m/min～5m/min，总压下量为30％～70％，轧制道次为1次～4次，轧制后进行热处理，得到轧制后的复合板；

四、复合板的后处理：

去除轧制后的复合板上的盖板，然后对四边多余背板进行切割处理，即完成利用自包套结构提高Ti

本发明的有益效果是：

本发明将质地较软的高强铝合金加工成自包套结构，将质地较硬的Ti

1、自包套结构与密封处理极大避免了复合板接合面在热处理以及轧制过程中的氧化。热处理过程中的脆性氧化物在轧制过程中易成为裂纹源，轧制时产生的氧化物会阻碍界面冶金结合，降低界面强度。

2、由于Ti

3、高强铝合金自包套结构自身是复合板的一部分，提高了材料的利用率，符合绿色发展的需求。且本方法对制备高强铝/Ti

以上的好处说明本方法可以在保证高强铝合金不熔化的前提下，使Ti

说明书附图

图1为本发明步骤一中所述的背板结构示意图；

图2为本发明步骤一中所述的盖板结构示意图；

图3为本发明步骤二中所述的Ti

图4为本发明步骤二中组装示意图；

图5为实施例一制备的Ti

图6为实施例二制备的Ti

图7为实施例一制备的Ti

图8为室温下实施例一制备的Ti

图9为实施例一制备的Ti

具体实施方式

具体实施方式一，结合图1至图4具体说明：本实施方式为一种利用自包套结构提高Ti

一、自包套结构与制备：

利用高强铝合金制备背板，利用钢材或高强铝合金制备盖板，背板与盖板组成自包套结构；

所述的背板一侧表面由外至内依次梯度设置上层平台及底部平台，且底层平台位于上层平台中间底部；所述的盖板与上层平台相匹配；

二、组装：

对背板的底层平台、Ti

三、复合板轧制：

在温度为250℃～300℃的条件下，对待轧制件保温，再在温度为650℃～800℃的条件下保温，保温后进行轧制，轧辊温度为室温，轧制速度为0.5m/min～5m/min，总压下量为30％～70％，轧制道次为1次～4次，轧制后进行热处理，得到轧制后的复合板；

四、复合板的后处理：

去除轧制后的复合板上的盖板，然后对四边多余背板进行切割处理，即完成利用自包套结构提高Ti

本实施方式当盖板材料选用钢材时，钢材与Ti

本实施方式自包套结构由增材制造的方式进行制备，具体方式如下：①铝合金激光增材制造；②铝合金电弧增材制造；③铝合金搅拌摩擦焊增材制造。

本实施方式步骤二高强铝合金背板的底层平台是拟结合面，将此面打磨，依次使用酒精、丙酮进行清洁。将Ti

本实施方式的有益效果是：

本实施方式将质地较软的高强铝合金加工成自包套结构，将质地较硬的Ti

1、自包套结构与密封处理极大避免了复合板接合面在热处理以及轧制过程中的氧化。热处理过程中的脆性氧化物在轧制过程中易成为裂纹源，轧制时产生的氧化物会阻碍界面冶金结合，降低界面强度。

2、由于Ti

3、高强铝合金自包套结构自身是复合板的一部分，提高了材料的利用率，符合绿色发展的需求。且本方法对制备高强铝/Ti

以上的好处说明本方法可以在保证高强铝合金不熔化的前提下，使Ti

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的高强铝合金为2系高强铝合金或7系高强铝合金。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一中所述的底层平台面积小于上层平台；步骤二中所述的Ti

本具体实施方式将高强铝合金背板在优先进入轧机的一端打磨出斜面，使其更好进入轧机。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中所述的背板一侧表面由外至内依次梯度设置上层平台及底部平台具体是按以下步骤制备：先在背板一侧表面加工出一个凹槽为底部平台，然后沿底部平台上边缘加工出宽为10mm～15mm的台阶形成上层平台。其它与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述的Ti

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中盖上盖板并进行密封处理；所述的密封处理为涂抹高温密封胶密封或真空封焊密封。其它与具体实施方式一至五相同。

本具体实施方式密封在盖板与背板之间，不会对高强铝合金与Ti

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中Ti

本具体实施方式在Ti

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三中所述的热处理具体是按以下步骤进行：在真空及温度为100℃～200℃的条件下，保温30min～60min。其它与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三中保温后在30s内进行轧制。其它与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三中在温度为250℃～300℃的条件下，对待轧制件保温20min～30min，再在温度为680℃～720℃的条件下，保温2min～5min。其它与具体实施方式一至九相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

一种利用自包套结构提高Ti

一、自包套结构与制备：

利用高强铝合金制备背板，利用钢材或高强铝合金制备盖板，背板与盖板组成自包套结构；

所述的背板一侧表面由外至内依次梯度设置上层平台及底部平台，且底层平台位于上层平台中间底部；所述的盖板与上层平台相匹配，背板总厚度为5mm，盖板厚度为1mm；

二、组装：

对背板的底层平台、Ti

三、复合板轧制：

在温度为300℃的条件下，对待轧制件保温20min，再在温度为680℃的条件下保温3min，保温后在30s内进行轧制，轧辊温度为室温，轧制速度为1m/min，压下量为30％，轧制道次为1次，轧制后进行热处理，得到轧制后的复合板；

四、复合板的后处理：

去除轧制后的复合板上的盖板，然后对四边多余背板进行切割处理，得到Ti

步骤一中所述的高强铝合金板材为牌号为7075的7系高强铝合金。

步骤一中所述的底层平台面积小于上层平台；步骤二中所述的Ti

步骤一中所述的背板一侧表面由外至内依次梯度设置上层平台及底部平台具体是按以下步骤制备：先在背板一侧表面加工出一个凹槽为底部平台，然后沿底部平台上边缘加工出宽为10mm的台阶形成上层平台。

步骤二中所述的Ti

步骤二中所述的密封处理为涂抹无机硅铝酸盐高温密封胶，具体操作为：将无机硅铝酸盐涂抹于背板的上层平台，将Ti

步骤二中Ti

步骤三中所述的热处理具体是按以下步骤进行：在真空及温度为200℃的条件下，保温60min。

对比实验：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中取消密封处理。其它与具体实施方式一相同。

图5为实施例一制备的Ti

图7为实施例一制备的Ti

利用GB/T 228.1-2021标准，对Ti

图9为实施例一制备的Ti