金属复合材料是指通过特定的加工工艺将两种或多种金属结合而成的复合材料,其可以在一些特定场合代替单一的贵重、稀有金属,可以从降低材料成本费用的角度来优化金属资源配置,提高生产经营经济效益,避免了金属资源的大量浪费。不仅如此,与单一金属材料相比,对原材料的合理设计与组合制备的复合材料结合了两种金属材料的优点,有效的改善了材料的机械性能、热电性能、耐腐蚀性、耐摩擦性等,具有优良的综合性能,极大的拓宽了传统单一金属材料的应用市场。但随着铜资源被大规模的开采使用,导致其价格也在不断逐年攀升。此外,单一金属铜的强度比较低,制约了其在工业生产领域的长远发展。本文针对轴瓦材料的应用需求,采用波纹辊热轧工艺制备锡青铜与10F钢复合板,在提升金属铜强度性能的同时,代替纯铜制品在生产实践中的应用。利用Abaqus有限元模拟软件建立两种轧制工艺三维模型,对轧制实验过程进行模拟,优化轧制工艺参数。开展轧制实验制备铜/钢双金属复合板,分析研究复合板的显微组织与力学性能。有限元模拟结果表明,在轧制温度为800℃时可制备结合质量较好的复合板。在相同轧制温度与压下率下,采用波纹辊热轧工艺可提高复合板的等效应力与等效应变。实验结果表明,波纹热轧工艺可在800℃加热条件下制备出结合性能良好、力学性能优异的复合板材,这与模拟结果一致,降低了传统平轧930℃以上的加热温度的需要,在工业生产具有不可忽视的经济与环保意义。在800℃轧制温度下,复合板的抗拉强度达到583 MPa,在90°和180°的弯曲测试中均未出现裂纹,弯曲性能优异。常温摩擦磨损试验表明,波纹热轧工艺制备的铜/钢复合板在铜侧波峰处稳定摩擦系数为0.7左右,与平辊热轧工艺制取复合板的摩擦系数相差甚微;在波腰处为0.55,相较于平辊下降了约0.15;摩擦系数最低的位置为铜侧波谷处0.45,相比于平辊下降0.25左右。这是因为波纹辊阶跃性轧制力加剧了试样发生塑性变形的程度,进一步引起复合板组织的晶粒细化,提升了复合板的硬度与耐磨性能。