钢/铝复合板兼具有钢的高强度、韧性与铝的优良导电导热性、耐蚀性、密度小等优点,广泛应用于散热器、电热传输、石化、汽车、船舶、水利水电、环保等领域,产品厚度规格从几十微米至几十毫米,钢和铝的层厚比跨度也较大。例如,汽车水箱散热片、电热传输片等钢/铝复合板厚度通常不到2mm,而大型舰船用钢/铝过渡接头厚度则超过30mm,甚至达60mm。对厚规格钢/铝复合板,目前主要的成形工艺仍然以爆炸复合为主,但爆炸复合存在的污染、噪音、自动化程度低等缺陷也迫使研究学者不断探索替代工艺。轧制复合由于生产稳定、效率高、易于工业化,过程可控性较强,轧后表面较平整等优点长期以来广泛应用于板料生产,本文希望将这种薄规格钢/铝复合板的制备方法借鉴到厚规格钢/铝复合板的生产中替代爆炸复合法以实现批量化生产的目的。本文实验采用了三种工艺方法,第一种通过常规的热轧复合法制备厚规格钢/铝复合板,在以铝/钢/钢/铝对称组坯方式封焊抽真空之后,分别探究多道次小压下率轧制和单道次大压下率轧制两种工艺路线的结合效果,具体通过剪切强度和微观界面分析判定。第二种在钢板表面等离子喷涂硅铝合金ZL102的基础上进行热轧实验,分别探究轧制道次、轧制温度与压下率对界面结构与结合强度的影响规律。第三种在钢板表面热浸镀一层硅铝合金层的基础上进行热轧实验。在确定了最佳热浸镀时间后,通过单一变量法分别判断压下率及轧制温度对结合强度和微观界面的影响。利用剪切强度测试、金相显微镜、SEM、EDS扫描及硬度等检测手段综合分析其结合性能。实验发现变形和减薄主要发生在铝板上,钢板未发生形变减薄。在常规热轧工艺中,多道次小压下率轧制时和单道次大压下率下轧制时制备的钢/铝复合板界面剪切强度不高,制备的钢/铝复合板界面未达到冶金结合的效果。在这种情况下只是片面地追求增大压下量对于制备厚规格钢/铝复合板的结合性能增强效果十分有限。在等离子喷涂+轧制工艺中,经过等离子喷涂工艺处理后的钢/ZL102涂层界面初步形成冶金结合。单道次轧制的钢/铝复合板结合效果更佳。轧制速度对于制备的钢/铝复合板结合性能的影响极小。随着轧制压下率增大,钢/铝复合板结合强度逐渐增加,界面缺陷逐渐得到改善,经过轧制后扩散层厚度略有下降。在经过400℃轧制的钢/涂层界面仍存在一些缺陷,在450℃轧制的钢/涂层界面缺陷基本消失,而500℃轧制时界面处开始出现裂纹,剪切强度也随轧制温度出现先上升后下降的趋势。等离子喷涂ZL102时,压下率为40%,轧制温度为450℃时,结合性能最佳,最大剪切强度达到66.4MPa。在热浸镀+热轧复合工艺中,随着热浸镀时间增加,表面质量趋于良好。在前5min之内,扩散层厚度随着热浸镀时间增加不断增大,在5min后,扩散层厚度逐渐减小。浸镀ZL102后轧制的钢/铝复合板剪切强度随着钢板热浸镀时间增加而逐渐增大,但是在4min之后,随着热浸镀时间的继续增加,剪切强度逐渐下降。热浸镀后,扩散层与钢基体之间有着清晰且平直的分界线,而与镀层之间的界面呈现不规则形态。轧制前的加热过程中,扩散层在进一步生长,扩散层向镀层侧呈锯齿状延伸,镀层内出现枝条状的化合物。随着压下率增大,剪切强度均先增大后减小。在26.7%压下率轧制的钢/铝复合板镀层/Al界面处有明显的裂缝,在40%压下率轧制的钢/铝复合板钢/镀层界面处有明显的裂缝。随着轧制温度增大,剪切强度均先增大后减小,在轧制温度400℃时反应层出现大小不一裂缝,在500℃时扩散层变得十分不规则。热浸镀ZL102的时间为4min,压下率为33.3%,轧制温度为450℃时,结合性能最佳,最大剪切强度达到61.6MPa。