引言

金属复合材料简介：它是指利用复合技术，通过冶金结合在界面上形成的各种具有不同化学和力学性能的金属所复合材料，大大提高了单一金属材料的热膨胀、强度、断裂韧性、冲击韧性、耐磨性、电性能、磁性能等性能。因此，广泛应用于石油、化工、造船、冶金、采矿、机械制造、电力、水利、交通、环保、压力容器制造、食品、酿造、制药、等工业领域。

制造工艺简介：金属复合材料在我国是从上世纪90年代开始批量产品。当时因我国轧制设备和技术落后，金属复合板基本采用爆炸焊接复合技术工艺进行生产。近些年随着国内钢铁企业的快速发展及轧制金属复合工艺技术的突破，轧制金属复合材料的生产制造已成趋势。当前国内金属复合材料的生产方式主要以三个工艺为主。

1 爆炸焊接工艺

爆炸焊接是指利用炸药爆炸时产生的冲击力使工件迅速碰撞而实现焊接的方法。爆炸焊接是一种利用炸药作为能源金属间焊接方法。这种焊接的方法利用炸药爆炸时所产生的冲击波对金属进行高速冲击，并且在极短的冶金过程当中将其结合在了一起。爆炸焊接生产工艺灵活，设备简单，可焊接品种多，适合小批量生产。但必须在野外作业，受外界影响大，属劳动密集性生产，火工品管理复杂。

1.1 直接轧制工艺

轧制复合法主要是通过特殊工艺，制造双金属复合坯料再通过轧机进行轧制，得到各种规格的复合材料。轧制复合材料具有工艺产品成材率高，批量化生产，成本低，规格全。可以更好地满足用户的需求。同时生产效率比较高，拥有大批量快速供货的能力，有利于加速用户的工程进度。而且无污染，不受天气影响等优点。目前已逐步取代爆炸焊接工艺，还有国内钢铁业的技术和设备及加工能力已是世界第一，也为轧制金属复合材料提供了非常大的发展空间。所以轧制金属复合材料的生产制造已成趋势。

1.2 爆炸加轧制生产工艺

由于某些异种钢之间坯料组合存在焊接技术限制，必须采用爆炸焊接工艺组坯，在进行轧制生产（比如钛钢复合材料）。

2 金属复合材料开发推广

当前金属复合材料主要的产品是不锈钢+碳钢复合板，它占到金属复合材料的90%以上；所以我们的金属复合材料及深加工产品，主要以不锈钢复合材料产品为主，其他金属复合材料产品为辅。目前不锈钢复合材料的应用基本是在不锈钢与碳钢领域，主要集中在板材和金属制品两个方面。板材主要是容器类、建筑结构类等方面；金属制品主要是食品器物类、加热器皿类等方面。

2.1 轧制设备方面

轧制法的优势和发展方向：国内轧制法生产金属复合板，是在2000年以后发展起来的，近几年得到了很大的发展，目前轧制金属复合板已经占有金属复合板产量的半壁江山，国外轧制金属复合板占金属复合板的90%以上。单张单面不锈钢碳钢复合卷板是公司在2018年试验成功，20年批量推向市场。

目前轧制金属复合材料工艺有叠轧工艺（对称轧制）、单张单面轧制工艺（非对称轧制）、爆炸+轧制工艺。叠轧工艺具有适用性强、材料组合多样、轧制工艺简单等优点。缺点是成材率低，复合坯加工复杂，生产成本较高。单张单面轧制工艺只适用于不锈钢+碳钢复合板制造和不锈钢+碳钢复合卷板制造，优点：是工艺简单、成材率高。缺点就是只能加工不锈钢+碳钢复合板。

2.2 深加工产品介绍

随着社会各方面的发展，生活水平的提高，各种产品也在不断地发展，金属复合材料的发展也是层出不穷。目前金属复合材料主要有2大类：不锈钢+碳钢复合板材料、有色金属复合材料。

不锈钢+碳钢复合材料是最大的占到金属复合材料的90%以上。根据不锈钢的种类可分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢等；碳钢可分为结构钢、容器钢、耐磨钢、耐热钢、耐候钢、管线钢等。复合板就可以根据具体需要，将两种不同的性质的钢材复合到一起，从而达到适用于不同的使用工况。现在不锈钢+碳钢金属复合材料还有很大的使用和发展空间。

有色金属复合材料在金属复合材料中目前占的比例不大，但价值很高，其复合品种主要有钛+钢复合、哈氏合金+碳钢复合、不锈钢+钛复合、铜+钢复合、铜+铝复合、铝+钢复合等品种众多。其特点批量小、价值高、复合工艺复杂。

金属不锈钢+碳钢复合管：复合管的制作是由不锈钢+碳钢复合卷板通过成型+焊接+整形+表面处理等工序深加工而成。所以不锈钢+碳钢复合卷材是基础材料。

3 金属复合材料的市场前景

产品的市场分析：当前根据不完全统计全国不锈钢复合板在20万吨左右，不锈钢复合管在1万吨左右、随着祖国经济繁荣人民生活水平不断提升，生活饮水健康问题逐步需要改善，对高品质疏水管网需求越来越高，目前很多经济发达省份都在以纯不锈钢管（304）代替以前旧管网。目前304钢管市场价格在1.6万/吨左右。而不锈钢复合管完全可代替304钢管在饮水管网的应用工况，经济性只相当于304钢管的60％-70％，未来市场应会有很大提升空间。据初步统计城市饮水主管网平均用钢量在每公里200吨左右，后期随市场推广，普及应用的逐步提高，需求会稳步增长。宽幅复合板材是复合管道生产不可缺少的基础材料。

4 结语

总之，当前复合板材国内轧制热卷生产：最宽为1860mm最厚为12mm。双方公司可结合各自技术与装备优势联合开发超宽幅超厚度复合板材。国内众多领域对超宽超厚金属复合材料有迫切需求，技术生产方面只能做爆炸复合或者单张轧制（中厚板）而两种生产工艺各有缺点：工艺复杂、成材率低、生产效率低、批量交货周期长，造成板材成本经济成本居高不下，市场推广应用慢。直到2000年以后，得益于国内各大钢厂设备不断升级，才为轧制复合板的生产提供了坚实的基础。由于现在绿色环保低碳的要求越来越高，轧制复合板工艺有着非常广阔的前景。

参考文献：

[1]蒋贵刚,房怡,陈静,周占伟,董本兴,陈浩.一种超大尺寸高精度复合材料桁架结构制造技术[J].航天制造技术,2020(03):6-10.

[2]李胜文.金属复合材料在机械制造方面的应用分析[J].南方农机,2020,51(10):7.