【技术前沿】金属复合材料是怎样“复合”到一起的？

点击数：12782020-03-30 15:37:50　来源: 材料

金属复合材料，是指两种或两种以上不同的金属通过冶金结合形成的复合材料，常见的有钛钢复合、铜钢复合、轴承合金、 钛锌复合、钛镍复合、镍钢复合、 铜铝复合、镍铜复合等。

由于可以发挥组元材料各自的优势，实现各组元材料资源的最优配置，节约贵重金属材料，实现单一金属不能满足的性能要求，金属复合材料在越来越多的领域得到了广泛的应用。

初次接触金属复合材料，一定会有疑惑，不同的金属，它们是怎样“贴”到一起的？常见的金属复合方法有以下几种，一起来了解。

01

爆炸复合法

利用炸药作能源，在炸药的高速引爆和冲击作用下将不同金属大面积焊接在一起。

02

轧制复合法

在轧机的轧制力作用下，使两种金属的待复合表面发生塑性变形，从而导致金属表层破裂，从破裂处露出的新鲜金属相互接触，在压力作用下使金属间形成冶金结合。根据轧制时的温度可将轧制复合法分为热轧和冷轧。

热轧复合法

在一定温度下，利用轧机的轧制力将待复合的金属进行轧制，进而形成冶金结合。热轧复合是生产复合板材的主要方法，具有工艺简单、生产效率高等优点，且可以充分发挥轧机的轧制能力和材料在高温下的塑性变形能力，获得的金属复合界面的结合强度高。

冷轧复合法

冷轧复合是在热轧复合基础上发展起来的，由于轧制复合温度低，可避免金属材料出现不利于结合的相变、显微组织变化，以及避免脆性金属间化合物的形成。冷轧生产的复合材料性能稳定，而且可以实现多种材料的轧制复合，但是在轧制过程中基体金属的变形率高达60%~70%。

03

爆炸-轧制复合法

爆炸-轧制复合法是指利用爆炸复合技术将需要复合的两种或两种以上的金属板，按一定的厚度配比焊接制成复合板坯，然后在根据不同的条件和要求，热轧或冷轧成所需厚度规格的复合板。

04

粉末冶金法

粉末冶金法是将混合均匀的金属粉末平铺在基体金属表面进行压制，然后在保护性气氛下高温烧结，最后经切削加工制成复合材料成品。

05

扩散复合法

扩散复合法是将两种金属紧密贴合，在一定温度和压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散形成冶金结合。

06

离心铸造法

离心铸造法是将熔融的合金熔液浇入旋转的基体金属铸型中，在离心力的作用下，合金熔液附着于铸型内壁，快速冷却凝固后，与基体金属紧密结合在一起。如五星巴氏合金轴瓦轴套进行离心铸造

07

浇铸复合法

浇铸复合法是将基体金属进行表面预处理并预热到一定温度，然后将其浸入装满复层金属液的铸模型腔中，或是将基体金属放入铸模型腔中，然后向铸模型腔浇铸复层金属液，液态金属凝固冷却后形成复合材料。

08

连铸连轧复合法

连铸连轧复合法结合了传统的铸造法与轧制法，将高温金属液连续浇铸在基体钢板表面，使液态金属在半凝固状态与固态基体金属同时在轧机上连续轧制，利用轧机的轧制力和液态金属的高温扩散使两种金属形成冶金结合。