Metallikomposiittimateriaalit tarkoittavat komposiittimateriaaleja, jotka on muodostettu yhdistämällä metallurgisesti kaksi tai useampia eri metallia. Yleisiä esimerkkejä ovat titaani-teräskomposiitit, kupari-teräskomposiitit, titaani-sinkkikomposiitit, titaani-nikkelikomposiitit, nikkeli-teräskomposiitit, kupari-alumiinikomposiitit ja nikkeli-kuparikomposiitit.
Koska ne voivat hyödyntää kunkin komponenttimateriaalin etuja, saavuttaa optimaalisen resurssien allokoinnin, säästää jalometallimateriaaleja ja täyttää suorituskykyvaatimukset, joita yksittäinen metalli ei voi täyttää, metallikomposiittimateriaalit ovat löytäneet laajan sovelluksen yhä useammilla aloilla.
Ensimmäistä kertaa metallikomposiittimateriaalien kohdatessa saattaa ihmetellä: miten eri metallit "sidotaan" yhteen? Tässä on joitain yleisiä metallin kiinnitysmenetelmiä:
**Räjähtävä liimausmenetelmä**
Käyttämällä räjähteitä energianlähteenä eri metallit hitsataan yhteen suurella alueella räjähteiden nopean räjähdyksen ja iskun vaikutuksesta.
**Rolling Bonding Method**
Valssaimen valssausvoiman alaisena kahden liitettävän metallin pinnat muuttuvat plastisiksi, jolloin metallipinta halkeilee. Halkeamissa paljastunut tuore metalli joutuu kosketuksiin toistensa kanssa ja metallien välille muodostuu paineen alaisena metallurginen sidos. Valssauslämpötilan perusteella valssauskomposiittimenetelmät voidaan jakaa kuumavalssaukseen ja kylmävalssaukseen.
Kuumavalssauskomposiitti: Tietyssä lämpötilassa yhdistettävät metallit valssataan käyttämällä valssaamon valssausvoimaa metallurgisen sidoksen muodostamiseksi. Kuumavalssauskomposiitti on tärkein menetelmä komposiittilevyjen valmistukseen, ja sen etuja ovat yksinkertainen prosessi, korkea tuotantotehokkuus ja valssaamon valssauskapasiteetin ja materiaalin plastisen muodonmuutoskapasiteetin täysi hyödyntäminen korkeissa lämpötiloissa, mikä johtaa korkeaan sidoslujuuteen metallikomposiittirajapinnassa.
Kylmävalssauskomposiitti: Kylmävalssauskomposiitti on kehitetty kuumavalssauskomposiittien perusteella. Alhaisen valssauslämpötilan ansiosta vältetään sitoutumiselle haitalliset faasimuutokset ja mikrorakenteen muutokset sekä hauraiden metallien välisten yhdisteiden muodostuminen. Kylmävalssaamalla valmistetuilla komposiittimateriaaleilla on vakaat ominaisuudet ja ne voivat saavuttaa useiden materiaalien valssauskomposiitin; perusmetallin muodonmuutosnopeus valssauksen aikana on kuitenkin jopa 60-70 %.
**Räjähtävä{0}}rullakomposiittimenetelmä**
Räjähtävä{0}}telakomposiittimenetelmä sisältää räjähdysaineliitostekniikan käytön kahden tai useamman eripaksuisen metallilevyn hitsaamiseksi komposiittilaatan muodostamiseksi. Tämä laatta kuuma-tai kylmävalssataan- haluttuun paksuuteen ja ominaisuuksiin olosuhteiden ja vaatimusten mukaan.
**Jauterimetallurgiamenetelmä**
Jauhemetallurgiassa levitetään tasaisesti sekoitettuja metallijauheita perusmetallin pinnalle ja puristetaan niitä. Jauhe sintrataan sitten korkeassa lämpötilassa suojaavassa ilmakehässä ja lopuksi koneistetaan lopullisen komposiittimateriaalin valmistamiseksi.
**Diffuusiokomposiittimenetelmä**
Diffuusiokomposiitti sisältää kahden metallin sitomisen tiukasti yhteen ja niiden pitämisen tietyssä lämpötilassa ja paineessa jonkin aikaa, jolloin kontaktipinnoilla olevat atomit voivat diffundoitua ja muodostaa metallurgisen sidoksen.
**Keskipakovalumenetelmä**
Keskipakovalussa sulan metalliseoksen kaataminen pyörivään epäjalometallimuottiin. Keskipakovoiman vaikutuksesta sula seos kiinnittyy muotin sisäseinään, jäähtyy ja jähmettyy nopeasti ja sitoutuu tiukasti perusmetalliin.
Valukomposiittimenetelmä
Valukomposiittimenetelmään kuuluu perusmetallin pinnan esikäsittely- ja sen esikuumennus tiettyyn lämpötilaan. Sitten se upotetaan muottipesään, joka on täytetty sulalla verhousmetallilla, tai perusmetalli asetetaan muottipesään, ja sitten sula verhousmetalli kaadetaan muotin onteloon. Kun sula metalli jähmettyy ja jäähtyy, muodostuu komposiittimateriaali.
Jatkuva valu- ja valssauskomposiittimenetelmä
Jatkuva valu ja valssauskomposiittimenetelmä yhdistää perinteiset valu- ja valssausmenetelmät. Korkean lämpötilan sulaa metallia valetaan jatkuvasti perusteräslevyn pinnalle, mikä mahdollistaa sulan metallin puolikiinteässä tilassa ja kiinteän perusmetallin jatkuvan valssauksen samanaikaisesti valssaamolla. Myllyn valssausvoima ja sulan metallin diffuusio korkeassa lämpötilassa{4}} mahdollistavat metallurgisen sidoksen näiden kahden metallin välille.
