D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.02.051 第21卷第2期 北京科技大学学报 Vol.21 No.2 1999年4月 Journal of University of Science and Technlogy Beijing Apr.1999 钢-铝固液相浸镀复合板的轧制处理 张鹏”杜云慧”任学平”康永林”刘汉武)崔建忠)巴立民》 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)东北大学压力加工系，沈阳1100063)鞍山汽车配件厂，鞍山114014 摘要研究了轧制处理后钢-铝固液相浸镀复合板的界面剪切力学性能，确定了压下率与界面 剪切强度之间的关系.结果表明：压下率为2.73%时，可消除由1.2mm厚08A1钢板和1.0mm厚工 业纯铝构成的2.2m厚钢-铝固液相浸镀复合板的界面附加应力，从而获得最大界面剪切强度为 83.5MPa. 关嫡词轧制；固液相漫镀复合板；界面附加应力 分类号TG335.22 钢与铝物性差别较大，在钢，铝固液相复合 后的凝固冷却过程中会在复合界面处产生相当 112mm 大的附加应力0.当该应力与后续工艺过程产生 的应力叠加后大于复合板真实界面结合强度时， 就会导致复合界面开裂，必须设法将其消除. 铝板 2 mm 钢板 目前主要采用扩散退火法来消除钢，铝固液 相复合板界面附加应力2.长时间扩散退火，不但 使得固液相复合工艺复杂、能耗巨大、成本提高， 而且由于钢与直接接触的铝会形成很厚的脆硬 图1测试试样 化合物层)，使得复合界面脆化，造成复合板界面 剪切强度较低，一般最大在45MPa左右.因此采 表1压下率、界面剪切强度与相对误差 用扩散退火法消除钢·铝固液相复合板的界面附 压下率（△hH)/ 界面剪切强度M心a 相对误差% 加应力是不理想的.作者新近成功地通过采用钢 % 实测值回归值 板表面浸镀助焊剂方法简单方便地实现了钢-铝 0.45 70.8 70.4 0.56 固液相复合4，.本文首次采用室温轧制法在钢。 0.68 72.8 72.6 0.27 铝固液相复合领域中尝试消除复合板界面附加 0.91 74.2 74.7 0.67 应力，进一步提高复合板界面剪切强度. 1.12 76.11 76.5 0.53 1.36 78.2 78.3 0.13 1 实验与结果 1.59 79.9 79.9 0.00 1.82 81.1 81.4 0.37 材料由1.2mm厚08A1钢板和1.0mm厚工 2.05 82.4 82.2 0.24 业纯铝构成的2.2mm厚钢-铝固液相浸镀复合 2.27 83.2 82.9 0.36 板.分别对复合板在室温下、在精密轧机上进行 2.50 83.4 83.4 0.00 不同压下率精确轧制处理，利用线切割加工方法 制成剪切强度测试试样，如图1所示.在万能材料 2分析与讨论 试验机上对试样进行界面剪切强度测量，实验结 果（见表1），用于非线性理论处理. 在钢-铝固液相复合后的凝固冷却过程中， 由于钢和铝的物性存在差别，尤其是铝的膨胀系 199806-12收精张副男，31岁，博士后 数明显大于钢的膨胀系数，易导致铝的收缩量远 国家“863工程重点资助课题No.863-715-009-060) 比钢大；由于铝的强度远远小于钢的强度，这样第 卷 年 第 期 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 钢 一 铝 固液相浸镀复合板的轧制处理 张 鹏 杜云 慧 任 学平 ‘ 北京科技大学材料科学 与工程学院 ， 北京 康永林 ’ 刘汉武 东北大学压力加工 系 ， 沈阳 崔建忠 巴 立 民 鞍 汽车配件厂 ， 鞍 摘 要 研究 了轧制处理后 钢 一 铝 固液相浸镀复合板 的界 面剪切力学性能 ， 确定 了压下 率与界 面 剪切 强度之 间 的关系 结果表 明 压下率为 时 ， 可 消除由 刃 厚 钢板和 刀 厚工 业纯铝构成 的 厚钢 一 铝 固液相浸镀复合板 的界 面附加应力 ， 从而获得最大界 面剪切强度为 关‘ 词 轧制 固液相浸镀复合板 界面附加应力 分类号 钢 与铝 物性 差 别 较大 ， 在 钢 一 铝 固液相 复合 后 的凝 固 冷却 过 程 中 会在 复 合 界 面 处产 生 相 当 大 的 附加应 力川 当该 应 力 与 后 续 工 艺过 程 产生 的应 力 叠 加 后 大 于 复合 板真 实界 面 结合强 度 时 ， 就 会 导 致 复 合 界 面 开 裂 ， 必 须 设 法 将 其 消 除 目前主要 采 用 扩散退 火法 来 消 除钢 一 铝 固液 相 复合板界 面 附加应力 长 时 间扩 散退 火 ， 不但 使得 固液相 复合工 艺复杂 、 能耗 巨 大 、 成 本提 高 ， 而 且 由于 钢 与 直 接 接 触 的铝 会 形 成 很 厚 的脆 硬 化合物层 ， 使得 复合界 面脆化 ， 造 成复合板 界 面 剪 切 强 度 较低 ， 一般最 大 在 左 右 因此 采 用 扩 散退火 法 消除钢 一 铝 固液相 复合板 的界 面 附 加 应力 是 不 理 想 的 作者新 近 成 功 地 通 过采 用 钢 板表 面 浸 镀助 焊 剂方法 简单方便地 实现 了钢 一 铝 固液 相 复 合郎〕 本 文 首 次 采 用 室 温 轧 制 法 在 钢 铝 固 液 相 复 合 领 域 中尝 试 消 除 复合板 界 面 附加 应力 ， 进 一 步 提 高复合板界 面剪 切 强 度 二 ， 〔 图 测试试样 表 压下率 、 界面剪切强度与相对误差 压下 率 △ 相对误差从 勺﹃ 山︺，叹工月 了 ‘ … ︸ ，‘气︸门、 ︶八气︸ ‘，，亡 实验与结果 材 料 由 幻。 厚 钢 板 和 们 厚 工 业 纯 铝 构 成 的 厚 钢 一 铝 固液 相 浸 镀 复 合 板 分 别 对 复 合 板 在 室 温 下 、 在 精 密 轧 机 上 进 行 不 同压下 率精 确 轧 制 处理 ， 利 用 线切 割 加 工 方 法 制成剪切强 度 测 试试样 ， 如 图 所示 在 万能 材料 试验机上 对试样 进 行界 面剪 切 强 度 测 量 ， 实验 结 果 见表 ， 用于 非线性理论处理 界 面剪切强度几以 实测值 回归值 一 收稿 张鹏 男 ， 岁 ， 博士后 国家 ‘ ’ 工程重点资助课题困 · · 一 分析与讨论 在 钢 一 铝 固液相 复合后 的凝 固冷却过 程 中 ， 由于 钢 和 铝 的物性 存在 差 别 ， 尤 其是 铝 的膨胀 系 数 明显 大 于 钢的膨胀 系数 ， 易 导致 铝 的收缩量 远 比钢 大 由于 铝 的 强 度 远 远 小 于 钢 的 强 度 ， 这 样 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．02．051