本发明涉及层状复合板，具体为一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备及方法。
背景技术：
不锈钢具有高强韧、耐磨、耐蚀、价格高等特点，被广泛应用于交通运输、建筑、居家等领域；铝具有密度低、塑性好、导热性好、价格相对较低等特点；若将两种材料复合形成不锈钢/铝/不锈钢的层状复合板，则可兼具不锈钢表层高强韧、耐磨、耐蚀和铝轻质、导热性好的优点。
目前，复合板主要采用轧机通过轧制的方法制备，而不锈钢板与铝板为异种金属板材，其力学性能方面差异较大，如不锈钢板的屈服强度和硬度高，而铝板的屈服强度和硬度较低，因此，在轧制过程中普通（较厚）的不锈钢板与铝板塑性变形不同步，即使当铝板产生很大的塑性变形时，普通的不锈钢板的塑性变形仍很小，甚至不发生塑性变形，使得其表面存在的致密钝化膜严重阻隔了普通的不锈钢板和铝板的有效结合，使两种板材难以复合，为此，采用现有的制备设备与制备方法想要制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板，不锈钢板只能采用较薄规格的不锈钢板，但薄规格不锈钢板价格昂贵，导致其制备成本显著增加。
技术实现要素：
本发明为了解决现有的制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备及方法存在上述缺陷的问题，故提供了一种新型的制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，由夹钳装置、轧机与夹紧装置呈一字型依次排列而成，夹紧装置设有相对分布的进料口与出料口，夹钳装置包括可沿着夹钳装置的入料方向移动的夹钳本体。其中，夹钳装置与轧机是现有设备，夹紧装置顾名思义就是用于夹紧物件的装置，是本领域技术人员通过常规技术手段就可以得出的。
采用上述制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，依次由如下步骤实现：
1）预处理不锈钢板与铝板：将不锈钢板与铝板表面打磨、去油污；
2）预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板；
3）将叠层板依次穿过夹紧装置和轧机后再使用夹钳本体将叠层板的尾部夹紧固定；
4）调整夹紧装置的工作间距与轧机的辊缝间距均为小于叠层板的厚度，同时保证叠层板在被轧机进行轧制的同时，叠层板能受到夹钳本体沿着夹钳装置的入料方向移动时对其产生的附加拉力；
5）夹钳本体的移动速度大于轧机的轧辊线速度。
本发明通过将夹紧装置、轧机、夹钳装置三者结合，将叠层板依次穿过夹紧装置和轧机后再使用夹钳本体将叠层板的尾部夹紧，通过调整夹紧装置的工作间距与轧机的轧辊间距、设置夹钳本体的移动速度与轧机的轧辊线速度，充分利用夹钳本体沿着夹钳装置的入料方向移动时对叠层板产生的附加拉力以及夹紧装置对叠层板产生的阻力，使得叠层板在使用轧机进行轧制的同时在叠层板的最外层不锈钢板上产生附加拉力，增加位于外层的硬度较高的不锈钢板的变形程度，使得不锈钢板与铝板在进入轧机时就已经同时发生变形，消除异质金属的变形量差异，并彻底破坏不锈钢板表层的氧化膜，进入轧机后通过轧制对叠层板进行复合，改善界面结合状态，制备出界面良好的不锈钢/铝/不锈钢层状复合板。
进一步的，夹钳本体、轧机、夹紧装置三者工作区间中心线位于同一高度，避免制备过程中叠层板弯曲不平，使得最后制得的复合板弯曲不平，影响后续使用。
进一步的，夹钳装置还包括用于驱动夹钳本体沿着夹钳装置的入料方向移动的液压驱动组件（液压驱动组件为本领域技术人员的公知常识，其具体结构及连接属于本领域技术人员的常规技术手段），这样结构的夹钳装置即为液压夹钳装置，方便夹钳本体移动。
进一步的，夹紧装置包括支架，支架上设有上下相对分布的夹头且相对面为圆弧面，夹头的位置可上下调整（夹头的位置可通过多种方式进行上下调整，如通过调节螺母、液压或者气压驱动夹头进行上下位置的调整，这些属于本领技术人员的常规技术手段，属于本领域技术人员的公知常识），同时，两个夹头的相对面均为圆弧面，这样的结构使得当夹钳本体移动，给叠层板附加拉力时，方便叠层板移动。
进一步的，夹钳本体的移动速度为轧机的轧辊线速度的1.01-1.5倍，这样的设置使得叠层板的最外层不锈钢板变形均匀且不易拉断。
本发明所产生的有益效果如下：本发明充分利用夹钳本体对叠层板产生的附加拉力与夹紧装置对叠层板产生的阻力，使得位于外层的不锈钢板产生足够的张力，在传统的轧制过程中的平面应变状态上增加轧向张力，使外层金属充分变形，减弱异质金属的变形差异，并彻底破坏不锈钢板表层的氧化膜，改善界面结合状态。本发明可轧制较厚的不锈钢板，降低了轧机的轧制阻力，增加了界面结合强度，减少了设备投入以及材料投入的成本。本发明所述的制备设备和制备方法也适用于制备其他异种金属层状复合板，特别适用于制备变形不均匀的异种金属层状复合板。
附图说明
图1为本发明所述装置的整体结构示意图；
图2为实施例1中制备的层状复合板的横截面的微观组织结构图。
图中：1—夹钳装置，1-1—夹钳本体，1-2—液压驱动组件，2—轧机，3—夹紧装置，3-1—支架，3-2—夹头，4—叠层板。
具体实施方式
一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，由夹钳装置1、轧机2与夹紧装置3呈一字型依次排列而成，夹紧装置3设有相对分布的进料口与出料口，夹钳装置1包括可沿着夹钳装置1的入料方向移动的夹钳本体1-1。夹钳本体1-1、轧机2、夹紧装置3三者工作区间中心线位于同一高度。
具体实施时，夹钳装置1还包括用于驱动夹钳本体1-1沿着夹钳装置1的入料方向移动的液压驱动组件1-2（液压驱动组件1-2为本领域技术人员的公知常识，其具体结构及连接属于本领域技术人员的常规技术手段），这样结构的夹钳装置1即为液压夹钳装置，方便夹钳本体1-1移动。
具体实施时，夹紧装置3包括支架3-1，支架3-1上设有上下相对分布的夹头3-2且相对面为圆弧面，夹头3-2的位置可上下调整（可通过多种方式进行调整，如通过如图所示的调节螺母，也可通过液压或者气压驱动进行上下位置的调整，这些属于本领技术人员的常规技术手段，属于本领域技术人员的公知常识），同时，两个夹头3-2的相对面均为圆弧面,这样的结构使得夹钳本体1-1移动给叠层板4附加拉力时，方便叠层板4移动。
采用上述制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，依次由如下步骤实现：
1）预处理不锈钢板与铝板：将不锈钢板与铝板表面打磨、去油污；
2）预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板4；
3）将叠层板4依次穿过夹紧装置3和轧机2后再使用夹钳本体1-1将叠层板4的尾部夹紧固定；
4）调整夹紧装置3的工作间距与轧机2的辊缝间距均为小于叠层板4的厚度，同时保证叠层板4在被轧机进行轧制的同时，叠层板4能受到夹钳本体1-1沿着夹钳装置1的入料方向移动时对其产生的附加拉力；
5）制备过程中，夹钳本体1-1的移动速度大于轧机2的轧辊线速度。
具体实施时，夹钳本体1-1的移动速度为轧机2的轧辊线速度的1.01-1.5倍（如采用1.01倍、1.05倍、1.09倍、1.1倍、1.2倍、1.5倍），这样的设置使得叠层板的最外层不锈钢板变形均匀且不易拉断。
制备方法的具体实施例如下：
实施例1：将0.1mm厚不锈钢板和0.5mm厚铝板表面打磨光滑，清理油污后；预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板4，叠层板4叠加厚度t0=0.7mm；首先将叠层板4依次穿过夹紧装置3和轧机2后再使用夹钳本体1-1将叠层板4的尾部夹紧固定；调整夹紧装置3的工作间距为0.65mm，调整轧机2的轧辊间距为0.64mm，设置轧机2的轧辊线速度为5m/min，设置夹钳本体1-1的移动速度为5.25m/min。如图2所示的不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的横截面的微观组织，可得出采用这种方法制备的不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的界面结合较好。
实施例2：将0.3mm厚不锈钢板和1.0mm厚铝板表面打磨光滑，清理油污后；预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板4，叠层板4叠加厚度t0=1.6mm；首先将叠层板4依次穿过夹紧装置3和轧机2后再使用夹钳本体1-1将叠层板4的尾部夹紧固定；调整夹紧装置3的工作间距为1.5mm，调整轧机2的轧辊间距为1.5mm，设置轧机2的轧辊线速度为3m/min，设置夹钳本体1-1的移动速度为3.3m/min。
实施例3：将0.5mm厚不锈钢板和4.0mm厚铝板表面打磨光滑，清理油污后；预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板4，叠层板4叠加厚度t0=5mm；首先将叠层板4依次穿过夹紧装置3和轧机2后再使用夹钳本体1-1将叠层板4的尾部夹紧固定；调整夹紧装置3的工作间距为4.5mm，调整轧机2的轧辊间距为4..5mm，设置轧机2的轧辊线速度为2m/min，设置夹钳本体1-1的移动速度为3m/min。
实施例4：将1.0mm厚不锈钢板和8.0mm厚铝板表面打磨光滑，清理油污后；预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板4，叠层板4叠加厚度t0=10mm；首先将叠层板4依次穿过夹紧装置3和轧机2后再使用夹钳本体1-1将叠层板4的尾部夹紧固定；调整夹紧装置3的工作间距为9.5mm，调整轧机2的轧辊间距为9.5mm，设置轧机2的轧辊线速度为2m/min，设置夹钳本体1-1的移动速度为2.4m/min。
1.一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，其特征在于，由夹钳装置（1）、轧机（2）与夹紧装置（3）呈一字型依次排列而成，夹紧装置（3）设有相对分布的进料口与出料口，夹钳装置（1）包括可沿着夹钳装置（1）的入料方向移动的夹钳本体（1-1）。
2.根据权利要求1所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，其特征在于，夹钳本体（1-1）、轧机（2）、夹紧装置（3）三者工作区间中心线位于同一高度。
3.根据权利要求2所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，其特征在于，夹钳装置（1）还包括用于驱动夹钳本体（1-1）沿着夹钳装置（1）的入料方向移动的液压驱动组件（1-2）。
4.根据权利要求1或2所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，其特征在于，夹紧装置（3）包括支架（3-1），支架（3-1）上设有上下相对分布的夹头（3-2）且相对面为圆弧面，夹头（3-2）的位置可上下调整。
5.根据权利要求3所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备，其特征在于，夹紧装置（3）包括支架（3-1），支架（3-1）上设有上下相对分布的夹头（3-2）且相对面为圆弧面，夹头（3-2）的位置可上下调整。
6.采用如权利要求1或2或3所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，其特征在于，依次由如下步骤实现：
1）预处理不锈钢板与铝板：将不锈钢板与铝板表面打磨、去油污；
2）预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板（4）；
3）将叠层板（4）依次穿过夹紧装置（3）和轧机（2）后再使用夹钳本体（1-1）将叠层板（4）的尾部夹紧；
4）调整夹紧装置（3）的工作间距与轧机（2）的辊缝间距均为小于叠层板（4）的厚度，同时保证叠层板（4）在被轧机进行轧制的同时，叠层板（4）能受到夹钳本体（1-1）沿着夹钳装置（1）的入料方向移动时对其产生的附加拉力；
5）夹钳本体（1-1）的移动速度大于轧机（2）的轧辊线速度。
7.采用如权利要求4所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，其特征在于，依次由如下步骤实现：
1）预处理不锈钢板与铝板：将不锈钢板与铝板表面打磨、去油污；
2）预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板（4）；
3）将叠层板（4）依次穿过夹紧装置（3）和轧机（2）后再使用夹钳本体（1-1）将叠层板（4）的尾部夹紧；
4）调整夹紧装置（3）的工作间距与轧机（2）的辊缝间距均为小于叠层板（4）的厚度，同时保证叠层板（4）在被轧机进行轧制的同时，叠层板（4）能受到夹钳本体（1-1）沿着夹钳装置（1）的入料方向移动时对其产生的附加拉力；
5）夹钳本体（1-1）的移动速度大于轧机（2）的轧辊线速度。
8.采用如权利要求5所述的一种制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的设备制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，其特征在于，依次由如下步骤实现：
1）预处理不锈钢板与铝板：将不锈钢板与铝板表面打磨、去油污；
2）预处理后的不锈钢板与铝板按照不锈钢板/铝板/不锈钢板的顺序叠层，从而形成叠层板（4）；
3）将叠层板（4）依次穿过夹紧装置（3）和轧机（2）后再使用夹钳本体（1-1）将叠层板（4）的尾部夹紧；
4）调整夹紧装置（3）的工作间距与轧机（2）的辊缝间距均为小于叠层板（4）的厚度，同时保证叠层板（4）在被轧机进行轧制的同时，叠层板（4）能受到夹钳本体（1-1）沿着夹钳装置（1）的入料方向移动时对其产生的附加拉力；
5）夹钳本体（1-1）的移动速度大于轧机（2）的轧辊线速度。
9.根据权利要求6所述的制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，其特征在于，夹钳本体（1-1）的移动速度为轧机（2）的轧辊线速度的1.01-1.5倍。
10.根据权利要求7所述的制备不锈钢/铝/不锈钢层状复合板的方法，其特征在于，夹钳本体（1-1）的移动速度为轧机（2）的轧辊线速度的1.01-1.5倍。
技术总结