[0001] 本发明总地涉及金属复合材料，具体涉及一种双覆铝钢复合材料及其制备方法。

[0002] 钢铁作为工业建设中最重要的基础材料，其腐蚀和磨损一直是困扰人们的主要问题。目前国内外普遍采用复合铝层的表面处理技术以解决该问题。该技术不仅把铝的耐蚀性和钢的强度结合起来，而且使钢材具有新的性能即耐热性，并对光、热有良好的反射性，使钢材具备耐蚀性高、抗高温氧化、耐磨、硬度高等优点。

[0003] 现有技术中，热浸镀铝是目前国内采用最多的钢铁材料表面处理工艺方法，因质优价廉的特点而成为世界各国金属材料的主要防腐方法。热浸镀铝是将经过一定前处理的钢铁材料或制品放入一定温度的熔融铝或铝合金溶液中，浸渍适当时间，使固态基底材料和液态铝之间发生一系列冶金反应，从而达到表面防护和表面强化相结合的一种表面处理技术。但热浸镀铝工艺存在如下缺点：镀铝层厚度几十至几百微米，难以制备厚度较大的覆铝层，并且覆铝层厚度不易控制，不易更改；镀铝钢大多数选用低碳钢，不易通过热处理调控其力学性能，性能改善困难；酸碱洗、覆盖剂、助镀剂对热浸镀铝工艺所用的设备具有腐蚀作用；环境污染严重；工艺过程复杂；适度的变形加工会发生热浸镀铝的镀层裂纹或剥落。

[0004] 因此，为了解决上述缺点，人们不断改进热浸镀铝技术工艺和寻求新的高效、节能、环保、无污染的钢表面覆铝工艺方法。

[0005] 例如中国专利CN101660087A公开了一种铝钢铝复合材料制备方法，其包括将铝带和钢带进行轧制复合后再进行退火以制备铝钢铝复合材料。但是其退火温度为650-850℃，退火温度过高，会在铝钢界面处产生Al-Fe金属间化合物，导致该复合材料在后续应用过程中可能在铝钢结合处产生分层，使铝钢结合强度下降，严重影响使用情况。

[0026] 以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

[0027] 如图1所示，本发明提供了一种双覆铝钢复合材料，其中，所述双覆铝钢复合材料由基层2以及分别位于所述基层两侧的两层覆层1轧制后再200-400℃热处理形成，所述基层2为不锈钢层，所述覆层1为铝合金层。

[0028] 本发明采用铝合金板材和不锈钢板材，通过轧制复合工艺制备成双覆铝钢复合材料，结合强度高，达到32N/mm，不易分层，杯突实验深度可以达到11.3mm。

[0029] 在一种实施方案中，所述双覆铝钢复合材料的厚度为0.4-4mm。优选为0.4-2mm。

[0030] 在一种实施方案中，所述覆层的复合比为5％-20％，所述基层的复合比为80％-95％。其中，所述复合比为复合层的厚度占材料总厚度的百分数。例如双覆铝钢复合材料的厚度为0.4mm，两层覆层的厚度共为0.04mm，则覆层的复合比为10％。

[0031] 在一种实施方案中，所述覆层的复合比为5％-10％，所述基层的复合比为90％-95％。

[0032] 在一种实施方案中，所述覆层的材料选自1系、3系、5系、6系或7系铝合金中的一种或两种。

[0033] 在一种实施方案中，其中，所述基层的材料为DC01、DC02、DC03、DC04或DC05。

[0034] 本发明还提供一种前述双覆铝钢复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：

[0035] (1)表面处理：清洗所述覆层和所述基层以除去所述覆层和所述基层表面的残留污染物，然后进行打磨以形成硬化层。

[0036] (2)轧制复合：将经过步骤(1)处理后的覆层和所述基层叠放并固定后，进行一道次轧制复合制备出轧制复合产物，轧制速度10-30m/min，轧制方式为冷轧或温轧，加工率40％-70％。

[0037] (3)热处理：将经步骤(2)制备的轧制复合产物放置在200-400℃温度下，保温1-3.5h。

[0038] 轧制复合后的扩散退火处理(即热处理)兼顾了两个目的：提高复合强度和软化退火，通过前面的轧制复合过程，尤其是冷轧复合过程，基本上界面还是处于一个点结合的状态，只有通过扩散退火过程中外界提供的能量，才能使界面两侧原子获得足够的扩散能，从而使点结合逐渐变为面结合。当退火温度过高或保温时间过长，界面容易生成脆性的金属间化合，这些脆性的化合物将会严重降低结合界面的强度，因此需要合理的热处理制度。

[0039] 在一种实施方案中，步骤(2)中的冷轧温度为室温，温轧温度为70-400℃。

[0040] 在一种实施方案中，步骤(2)中的轧制速度为15-25m/min。

[0041] 在一种实施方案中，步骤(1)中采用10％的HCl溶液清洗所述覆层，用10％的NaOH溶液清洗所述基层，采用砂带进行打磨。

[0042] 在一种实施方案中，步骤(3)后还包括：

[0043] (4)将步骤(3)热处理后的轧制复合产物进行精整。

[0044] (5)将步骤(4)中精整后的轧制复合产物按照客户目标宽度进行分切，最后包装。

[0045] 实施例1

[0046] 本实施例提供一种双覆铝钢复合材料。

[0047] 制备方法具体如下：

[0048] (1)表面处理：对厚度为2.5mm的DC05不锈钢板和厚度为0.115mm的1050铝合金板进行表面处理，用10％的HCl溶液清洗不锈钢板，用10％的NaOH溶液清洗铝合金板，除去表面的残留污染物，然后用砂带打磨以形成硬化层；

[0049] (2)轧制复合：将经过步骤(1)处理后的DC05不锈钢板和1050铝合金板叠放并固定后，在冷轧机上进行一个道次轧制复合，制备出结合牢固的双覆铝钢复合材料，轧制速度是15m/min，加工率为40％，轧制方式为冷轧；

[0050] (3)热处理：将经步骤(2)中轧制复合好的双覆铝钢复合材料放置在200℃温度下，保温3.5h进行退火,使铝和钢相互扩散，达到较高的结合强度，然后随炉冷却至室温；

[0051] (4)将(3)中退火后的双覆铝钢复合材料进行精整；

[0052] (5)把(4)中精整后的双覆铝钢复合材料按照客户目标宽度进行分切，最后包装。

[0053] 双覆铝钢复合材料的结构为1050铝合金+DC05不锈钢+1050铝合金，其中1050铝合金层厚度分别为0.07mm，DC05不锈钢层厚度为1.5mm。经撕裂实验检测，该双覆铝钢复合材料的结合强度为31.7N/mm。杯突实验深度达到11.2mm。

[0054] 实施例2

[0055] 本实施例提供一种双覆铝钢复合材料。

[0056] 制备方法具体如下：

[0057] (1)表面处理：对厚度为1.2mm的DC05不锈钢板和厚度为0.067mm的1050铝合金板进行表面处理，用10％的HCl溶液清洗不锈钢板，用10％的NaOH溶液清洗铝合金板，除去表面的残留污染物，然后用砂带打磨以形成硬化层；

[0058] (2)轧制复合：将经过步骤(1)处理后的DC05不锈钢板和1050铝合金板叠放并固定后，在冷轧机上进行一个道次轧制复合，制备出结合牢固的双覆铝钢复合材料，轧制速度是25m/min，加工率为70％，轧制方式为冷轧；

[0059] (3)热处理：将经步骤(2)中轧制复合好的双覆铝钢复合材料放置在400℃温度下，保温1h进行退火,使铝和钢相互扩散，达到较高的结合强度，然后随炉冷却至室温；

[0060] (4)将(3)中退火后的双覆铝钢复合材料进行精整；

[0061] (5)把(4)中精整后的双覆铝钢复合材料按照客户目标宽度进行分切，最后包装。

[0062] 双覆铝钢复合材料的结构为1050铝合金+DC05不锈钢+1050铝合金，其中1050铝合金层分别厚度为0.02mm，DC05不锈钢层厚度为0.36mm。经撕裂实验检测，该铝合金复合材料的结合强度为32N/mm。杯突实验深度达到11.3mm。

[0063] 最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。