CN103741851A - 一种复合板材幕墙板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗腐蚀性能好、耐候性能好、结构性能佳、使用寿命长、装饰效果好的复合板材幕墙板。本发明的所述复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成。本发明可广泛应用于幕墙领域。

Description

一种复合板材幕墙板

技术领域

本发明涉及一种复合板材幕墙板。

背景技术

随着科学技术的发展，各种各样的现代建筑物出现在人们的面前。目前在各种建筑系统中普遍使用金属幕墙板。目前金属幕墙板主要采用铝合金材料制造。但是随着使用时间的增长，金属幕墙板的表面与环境空气长期接触的情况下，大气中的氧气和水分会对板面产生腐蚀甚至生锈，锈蚀会应影响其结构性能，使其寿命缩减，影响整个金属幕墙的耐候性能，尤其对于沿海或常年潮湿的地区耐候性能显得更加重要。另外，对于外表面装饰性要求高的建筑，普遍采用在铝合金的表面涂覆高分子材料涂层如喷涂氟碳层，但是在使用3～5年后会开始褪色，进而不均匀掉色，影响建筑的美观，如果更换不仅材料使用成本较高，而且更换操作麻烦，更换成本过高，尤其对于上百米以上的高层建筑更换金属幕墙板的成本会更高，一般采用这种铝合金涂层的金属幕墙板的使用寿命最长为15～25年；而且，为了清洁现有铝幕墙板，需要采用酸洗等手段，这还会造成水污染等环境危害。

随着现代工业和科学技术的发展，单一的金属或合金已很难完全满足现代化生产对材料综合性能的需要，因而异种金属以层状结合而生产的金属复合板，受到多个行业的重视和使用。金属复合板是利用复合技术使两种或两种以上的物理、化学、力学性能不同的金属板材在界面上实现牢固冶金结合而制备的一种层状金属材料。覆层通常选用不锈钢、镍、钛、锆、铜、铝等材料，基层选用低碳钢、结构钢、低合金钢、容器钢、或碳钢及不锈钢锻件等材料。两种板材界面达到冶金结合，具有一定的连接强度，成品复合板通过热处理后保持了一定的工艺性能，能满足后续冷热加工需要。

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用于航天、航海、化工等领域，但缺点是成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛复合板。钛钢复合板自诞生以来已有了40多年的历史,钛钢复合板有效利用了钛的优良的耐蚀性与钢材的强度,重要的是成本也大幅度下降了，在成本上达到了最佳组合。现有的复合钢板的制造方法有：填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。钛钢复合板的场合，考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法（包括厚板轧制法和连续热轧法）。爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。但是目前采用上述方法制成的钛钢复合板普遍厚度较大，在幕墙板上应用会显得浪费和不经济。

目前，还没有采用钛金属复合板作为金属幕墙板上的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种抗腐蚀性能好、耐候性能好、结构性能佳、使用寿命长、装饰效果好的复合板材幕墙板。

本发明的复合板材幕墙板所采用的第一种技术方案是：所述复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成。

所述复合板材包括金属基材底板层、钛复合层、钎料层，所述钛复合层复合于所述金属基材底板层的单面或双面上，所述钎料层位于所述金属基材底板层与所述钛复合层之间，所述金属基材底板层、所述钎料层与所述钛复合层通过热辊轧制方式紧密复合成为一体，并且各层间的界面达到冶金结合。

所述金属基材底板层的材质为普通钢材或耐候钢或耐火钢或不锈钢或铜或铝。

所述钎料层由铝基钎料或铜基钎料或镍基钎料或银基钎料组成。

所述钛复合层的外表面附着钛的氧化层。

所述钛复合层的厚度为0.1～0.5mm。

所述钛的氧化层的表面透明；所述钛的氧化层被光反射折射后具有多种色彩。

本发明的复合板材幕墙板所采用的第二种技术方案是：所述复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成。

所述复合板材包括金属基材底板层、钛复合层，所述钛复合层复合于所述金属基材底板层的单个板面上，所述金属基材底板层的外露表面为金属基材氧化层，所述钛复合层的外露表面为钛的氧化层，所述钛复合层与所述金属基材底板层通过热压直接复合成为一体，所述钛复合层与所述金属基材底板层之间的复合界面为分子冶金结合。

所述金属基材氧化层采取发蓝或发黑处理。

所述金属基材底板层的材质为普通钢材或耐候钢或耐火钢或不锈钢或铜或铝。

所述钛复合层的厚度为0.1～0.5mm。

所述钛的氧化层的表面透明；所述钛的氧化层被光反射折射后具有多种色彩。

本发明的复合板材幕墙板所采用的第三种技术方案是：所述复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成。

所述复合板材包括金属基材底板层、钛复合层，所述钛复合层复合于所述金属基材底板层的两个板面上，所述钛复合层的外露表面为钛的氧化层，所述钛复合层与所述金属基材底板层通过热压直接复合成为一体，所述钛复合层与所述金属基材底板层之间的复合界面为分子冶金结合。

所述金属基材底板层的材质为普通钢材或耐候钢或耐火钢或不锈钢或铜或铝。

所述钛复合层的厚度为0.1～0.5mm。

所述钛的氧化层的表面透明；所述钛的氧化层被光反射折射后具有多种色彩。

本发明的有益效果是：由于所述复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成，所述金属基材底板层、所述钎料层与所述钛复合层通过热辊轧制方式紧密复合成为一体，并且各层间的界面达到冶金结合，或者，所述钛复合层与所述金属基材底板层通过热压直接复合成为一体，所述钛复合层与所述金属基材底板层之间的复合界面为分子冶金结合，所述钛复合层的厚度为0.1～0.5mm；本发明采用金属基材底板层作为复合钛板的基层，基层本身价格较低，结构强度好，使得结构稳定性得以保证，且成本较低；另外，本发明采用钛复合层作为覆层，钛是除黄金外耐酸碱、耐候性最好的金属之一，因而被广泛用作各种化学反应容器、热交换器的材料，但缺点是成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，本发明将钛作为覆层材料，其厚度薄，用量少，成本较低，使得本发明的复合板材幕墙板的外表面既有钛的耐蚀性，又有结构金属基材的结构强度，使得成本大幅度下降，且其外表面不会脱落褪色，可以终身使用，保持外观的长期清洁，避免了采用酸洗等手段造成水污染等环境危害的隐患；而且其表面的钛的氧化层作为外表面，在阳光的照射下，光线反射和折射后具有“彩虹效应”，呈现出多彩的装饰效果，是一种“梦幻金属”，故本发明的复合板材幕墙板抗腐蚀性能好、耐候性能好、结构性能佳、使用寿命长、装饰效果好。

附图说明

图1是本发明实施例一的复合板材幕墙板的局部断面结构示意图；

图2是本发明实施例一的复合板材幕墙板的制造设备及制造过程的示意图；

图3是本发明实施例二的复合板材幕墙板的局部断面结构示意图；

图4是本发明实施例二的复合板材幕墙板的制造设备及制造过程的示意图；

图5是本发明实施例三的复合板材幕墙板的局部断面结构示意图；

图6是本发明实施例四的复合板材幕墙板的局部断面结构示意图；

图7是本发明实施例的复合板材幕墙板的板型结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1、图7所示，本实施例的复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成，具体来说，是一种钛铝双层复合板。所述复合板材幕墙板的板型结构包括正方形的底基板41，所述底基板41的两个相邻边设有第一挂边42、另两个相邻边设有第二挂边43，所述第一挂边42与所述第二挂边43分别折弯朝向所述底基板41的两个不同底面，相邻的两个所述围护板之间通过所述第一挂边42与所述第二挂边43相适配挂接。所述复合板材幕墙板的断面结构包括金属基材底板层10、钛复合层20、钎料层30，所述钛复合层20复合于所述金属基材底板层10的单面上，所述钎料层30位于所述金属基材底板层10与所述钛复合层20之间，所述金属基材底板层10、所述钎料层30与所述钛复合层20通过热辊轧制方式紧密复合成为一体，并且各层间的界面达到冶金结合，本实施例中，所述金属基材底板层10的材质为铝，所述钎料层30由铝基钎料组成，所述钛复合层20的外表面附着钛的氧化层50，所述钛的氧化层50的表面透明，所述钛的氧化层50被光反射折射后具有多种色彩，在阳光的照射下，光线反射和折射后具有“彩虹效应”，呈现出多彩的装饰效果，是一种“梦幻金属”，用于建筑材料上具有良好的装饰性，所述复合板材幕墙板的总厚度为4mm，其中所述钛复合层20的厚度为0.5mm，所述钛复合层20的厚度仅占整个复合板材幕墙板的厚度1/8，因此，贵金属钛的成本增加不高。

如图2所示，本实施例的复合板材幕墙板的制造设备包括依次沿板材前进方向设置的用于将不同材质的卷材拉平并进行送料的夹送辊及拉矫辊组5、用于对多种卷材进行热辊复合成型的加热及轧制辊组6、用于对复合后的板材进行输送并卷曲的出料夹送辊及卷曲辊组7，其中，所述加热及轧制辊组6包括至少两个上下设置的轧辊，每个轧辊的内腔61设有高压导热油，每个轧辊设有电磁感应加热装置62。

本实施例的复合板材幕墙板的制造方法包括以下步骤：

（a）备料：准备金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3各一卷，其中所述金属基材卷料1的材质为耐候钢，所述钎料为铝基钎料；

（b）拉矫：将金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3分别开卷拉出对齐，并按照复合层的顺序依次叠放，将钎料卷料3放置于金属基材卷料1与钛卷料2之间，通过夹送辊及拉矫辊组5将端头叠放在一起的金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3的卷材拉平并进行送料；

（c）热轧：通过加热及轧制辊组6对拉平的三层料板在进料的同时进行加热、高温热压轧制以及界面高温扩散处理，对金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3进行热辊复合成型，使钎料分别与钢、钛扩散融合连接成一体，其中，加热及轧制辊组6的加热温度为750～800℃，以使铝基钎料融化；

（d）出料：通过夹送辊及卷曲辊组7对复合后的板材进行输送并收成卷材，冷却下料，形成复合板材幕墙板卷料8；

（e）成型：通过成型设备对复合板材幕墙板卷料8进行裁剪、折弯工序最终定型。

实施例二：

如图3、图7所示，本实施例的复合板材幕墙板采用双层钛单层钢材质复合板材制成，所述复合板材幕墙板的板型结构同实施例一，其断面结构包括金属基材底板层10、钛复合层20、钎料层30，所述钛复合层20复合于所述金属基材底板层10的双面上，所述钎料层30位于所述金属基材底板层10与所述钛复合层20之间，所述金属基材底板层10、所述钎料层30与所述钛复合层20通过热辊轧制方式紧密复合成为一体，并且各层间的界面达到冶金结合，本实施例中，所述金属基材底板层10的材质为普通钢材，如普通结构钢，所述钎料层30由铜基钎料组成，所述钛复合层20的外表面附着钛的氧化层50，所述钛的氧化层50的表面透明，所述钛的氧化层50被光反射折射后具有多种色彩，在阳光的照射下，光线反射和折射后具有“彩虹效应”，呈现出多彩的装饰效果，是一种“梦幻金属”，用于建筑材料上具有良好的装饰性，所述复合板材幕墙板的总厚度为3mm，其中每层所述钛复合层20的厚度为0.1mm，所述钛复合层20的总厚度仅占整个复合板材幕墙板的厚度1/15，因此，贵金属钛的成本增加不高。

如图4所示，本实施例的复合板材幕墙板的制造设备包括依次沿板材前进方向设置的用于将不同材质的卷材拉平并进行送料的夹送辊及拉矫辊组5、用于对多种卷材进行热辊复合成型的加热及轧制辊组6、用于对复合后的板材进行输送并卷曲的出料夹送辊及卷曲辊组7，其中，所述加热及轧制辊组6包括至少两个上下设置的轧辊，每个轧辊的内腔61设有高压导热油，每个轧辊设有电磁感应加热装置62。

本实施例的复合板材幕墙板的制造方法包括以下步骤：

（a）备料：准备金属基材卷料1一卷，钛卷料2及钎料卷料3各两卷，其中所述金属基材卷料1的材质为普通结构钢，所述钎料为铜基钎料；

（b）拉矫：将金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3分别开卷拉出对齐，并按照复合层的顺序依次叠放，将金属基材卷料1置于中央层，两卷钛卷料2分别置于最外层，两卷钎料卷料3分别放置于金属基材卷料1与两卷钛卷料2之间，通过夹送辊及拉矫辊组5将端头叠放在一起的金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3的卷材拉平并进行送料；

（c）热轧：通过加热及轧制辊组6对拉平的五层料板在进料的同时进行加热、高温热压轧制以及界面高温扩散处理，对金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3进行热辊复合成型，使钎料分别与钢、钛扩散融合连接成一体，其中，加热及轧制辊组6的加热温度为850～1000℃，以使铜基钎料融化；

（d）出料：通过夹送辊及卷曲辊组7对复合后的板材进行输送并收成卷材，冷却下料，形成复合板材幕墙板卷料8;

（e）成型：通过成型设备对复合板材幕墙板卷料8进行裁剪、折弯工序最终定型。

当然，所述金属基材底板层10及所述钎料不限于以上实施例中所述，所述金属基材底板层10的材质也可以为其他普通钢材或耐候钢或耐火钢或不锈钢或铜等材质，也可根据具体板材的情况采用其他钎料，如可以选择所述钎料层30由镍基钎料或银基钎料组成。当所述钎料为镍基钎料时，步骤（c）中，加热及轧制辊组6的加热温度为1000～1300℃；当所述钎料为银基钎料时，步骤（c）中，加热及轧制辊组6的加热温度为800～1000℃。

以上实施例的复合板材幕墙板一种综合性能好、成本较低、结构性能佳、使用寿命长的复合板材幕墙板。采用本发明的复合板材幕墙板的制造设备和制造方法制成的复合板材幕墙板厚度可以做到很薄（0.5～5.5mm），满足实际使用对于薄板的需求，还可以节省金属材料，解决了小厚度尺寸复合板材幕墙板的制造难题。以上实施例直接采用热辊轧制方式紧密复合成为一体，通过加热及轧制辊组6对拉平的多层料板在进料的同时进行加热及高温热压轧制，对金属基材卷料1、钛卷料2及钎料卷料3进行热辊复合成型，使钎料分别与钢、钛扩散融合连接成一体，因此成型效果好，可以连续生产，生产效率高。

实施例三：

如图5、图7所示，本实施例的复合板材幕墙板采用钛与耐候钢复合板材制成，所述复合板材幕墙板的板型结构同实施例一，其断面结构包括金属基材底板层10、钛复合层20，所述钛复合层20复合于所述金属基材底板层10的单个板面上，所述金属基材底板层10的外露表面为金属基材氧化层40，所述钛复合层20的外露表面为钛的氧化层50，所述钛复合层20与所述金属基材底板层10通过热压复合成为一体，所述钛复合层20与所述金属基材底板层10之间的复合界面为分子冶金结合，所述钛的氧化层50的表面透明，所述钛的氧化层50被光反射折射后具有多种色彩，在阳光的照射下，光线反射和折射后具有“彩虹效应”，呈现出多彩的装饰效果，是一种“梦幻金属”，用于建筑材料上具有良好的装饰性，所述金属基材氧化层40可采取发蓝或发黑处理，以使氧化层的耐候性能更强，整个板材的耐候性更稳定，所述复合板材幕墙板的总厚度为4mm，其中所述钛复合层20的厚度为0.3mm，所述钛复合层20的总厚度仅占整个复合板材幕墙板的厚度7.5%，因此，贵金属钛的成本增加不高。

实施例四：

如图6、图7所示，本实施例的复合板材幕墙板采用钛与铝复合板材制成，所述复合板材幕墙板的板型结构同实施例一，其断面结构包括金属基材底板层10、钛复合层20，所述钛复合层20复合于所述金属基材底板层10的两个板面上，所述钛复合层20的外露表面为钛的氧化层50，所述钛复合层20与所述金属基材底板层10通过热压复合成为一体，所述钛复合层20与所述金属基材底板层10之间的复合界面为分子冶金结合，所述钛的氧化层50的表面透明，所述钛的氧化层50被光反射折射后具有多种色彩，在阳光的照射下，光线反射和折射后具有“彩虹效应”，呈现出多彩的装饰效果，是一种“梦幻金属”，用于建筑材料上具有良好的装饰性，所述复合板材幕墙板的总厚度为5mm，其中每层所述钛复合层20的厚度为0.2mm，所述钛复合层20的总厚度仅占整个复合板材幕墙板的厚度8%，因此，贵金属钛的成本增加不高。

当然，所述金属基材底板层10不限于以上实施例中所述，所述金属基材底板层10的材质也可以为普通钢材或耐火钢或不锈钢或铜等材质。

以上实施例中的复合板材幕墙板的板型仅是为了举例说明，并非是对本发明的限制，本发明可应用于各种板型结构的金属幕墙板上。所述复合板材幕墙板的厚度范围可为0.5～5.5mm，所述钛复合层20的厚度可在0.1～0.5mm的范围。

实施例三和四的复合板材幕墙板抗腐蚀性能好、耐候性能好、结构性能佳、使用寿命长、装饰效果好。无论是一层金属板与一层钛板的双层复合结构还是一层金属板与双层钛板的三层复合结构，均解决了普通钛钢复合板的钢板层部分耐候性能差的难题，即使与环境空气长期接触的情况下，也不会发生腐蚀生锈，保证了复合板材结构性能和使用寿命，是一种与建筑同寿命、无需更换和维护的长效耐候的复合板材幕墙板。

本发明可广泛应用于幕墙领域。

Claims (10)

1.一种复合板材幕墙板，其特征在于：所述复合板材幕墙板采用钛与金属复合板材制成。

2.根据权利要求1所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述复合板材包括金属基材底板层（10）、钛复合层（20）、钎料层（30），所述钛复合层（20）复合于所述金属基材底板层（10）的单面或双面上，所述钎料层（30）位于所述金属基材底板层（10）与所述钛复合层（20）之间，所述金属基材底板层（10）、所述钎料层（30）与所述钛复合层（20）通过热辊轧制方式紧密复合成为一体，并且各层间的界面达到冶金结合。

3.根据权利要求2所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述钎料层（30）由铝基钎料或铜基钎料或镍基钎料或银基钎料组成。

4.根据权利要求2所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述钛复合层（20）的外表面附着钛的氧化层（50）。

5.根据权利要求1所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述复合板材包括金属基材底板层（10）、钛复合层（20），所述钛复合层（20）复合于所述金属基材底板层（10）的单个板面上，所述金属基材底板层（10）的外露表面为金属基材氧化层（40），所述钛复合层（20）的外露表面为钛的氧化层（50），所述钛复合层（20）与所述金属基材底板层（10）通过热压直接复合成为一体，所述钛复合层（20）与所述金属基材底板层（10）之间的复合界面为分子冶金结合。

6.根据权利要求6所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述金属基材氧化层（40）采取发蓝或发黑处理。

7.根据权利要求1所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述复合板材包括金属基材底板层（10）、钛复合层（20），所述钛复合层（20）复合于所述金属基材底板层（10）的两个板面上，所述钛复合层（20）的外露表面为钛的氧化层（50），所述钛复合层（20）与所述金属基材底板层（10）通过热压直接复合成为一体，所述钛复合层（20）与所述金属基材底板层（10）之间的复合界面为分子冶金结合。

8.根据权利要求2或5或7所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述金属基材底板层（10）的材质为普通钢材或耐候钢或耐火钢或不锈钢或铜或铝。

9.根据权利要求2或5或7所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述钛复合层（20）的厚度为0.1～0.5mm。

10.根据权利要求2或5或7所述的复合板材幕墙板，其特征在于：所述钛的氧化层（50）的表面透明；所述钛的氧化层（50）被光反射折射后具有多种色彩。

Images