铜包铝线的生产现状与发展

介绍了铜包铝复合线材的物理、力学性能,国内外生产铜包铝复合线材加工工艺方法,探讨连续铸造技术在铜包铝复合线材制备工艺中的应用,提出了采用下拉式反向凝固法连铸铜铝双金属复合铸锭新方法.     

铜包铝复合线拉拔工艺的数值模拟

运用Deform-3D有限元分析软件对铜包铝复合线拉拔过程进行数值模拟,获得了拉拔过程中的轴向应力、径向应力及等效应变等的分布,分析了影响铜包铝复合界面强度、拉拔模具弹性变形及使用寿命的关键因素。这对在拉拔实际生产中提高铜包铝复合线材的质量、延长模具寿命具有一定的指导意义。     

退火温度对冷静液挤压铜包铝线材组织和力学性能的影响

研究了退火温度对冷静液挤压铜包铝线材组织和性能的影响规律,在界面断裂形式分析的基础上探讨了其作用机理.结果表明:直径为6 mm的冷静液挤压态铜包铝线材合理的退火温度为350℃.低于200℃退火时,纯Cu包覆层只发生回复,复合线材的力学性能得以部分恢复;350℃退火时,铜层再结晶基本完成,复合线材的抗拉强度降到最低,延伸率则达到最高;400℃退火时,铜层晶粒开始长大,复合线材的延伸率开始劣化.界面结合强度随温度的变化呈先增加后降低的趋势,而界面的断裂则由低温退火时的铝基体塑性断裂转变为高温退火后Cu/Al界面的脆性断裂.     

铜包铝双金属连铸复合导线退火工艺的研究

采用氮气加压充芯连铸工艺,制备出外径为12mm,内径为8mm的铜包铝双金属复合连棒坯。连铸坯在不经退火的情况下经过多道次拉拔,制备出直径为0.6mm的复合线材。所制备铜包铝复合线表面光滑圆整,无凹痕、裂纹等缺陷,在加工的各个阶段,铜铝包覆比基本一定。对拉拔后的复合导线经1h不同温度退火测试,在温度为450℃时获得了较优良的综合性能,其抗拉强度为208.43MPa,伸长率为13.44%,电阻率为2.454×10~(-8)Ω·m,主要性能符合铜包铝线电子行业标准的要求。     

铜包铝气压连铸成形工艺

在自制的铜包铝气压连铸成形设备上,成功地连铸出内径为8mm,铜层厚度为2mm的小尺寸铜包铝双金属连铸复合棒坯。复合棒坯连续稳定,表面质量良好。经扫描电镜观察和剪切强度测试,发现铜包覆层厚度均匀,内部铜铝界面形成具有一定厚度的扩散边界,内外层金属实现了有效结合。经过后续拉拔加工,成功制备出外径为0.95mm的铜包铝复合线材,经测试,其退火后的抗拉强度,伸长率和电阻率分别为208.43MPa,13.44%,2.454×10-6Ω·cm。     

铜包铝排拉拔成形性能

铜包铝排制造工艺对产品电阻率及力学性能具有显著影响。研究采用拉拔工艺制备出变形均匀、表面质量高的铜包铝排;通过微观形貌、化学成分分析对复合界面的铜铝结合机理进行研究,并测量了铜铝复合界面剪切强度。结果表明,拉拔工艺生产的铜包铝排具有较低电阻率和高结合强度。     

充芯连铸铜包铝复合材料制备技术的试验研究

在自行研制的充芯连铸工艺试验机上,通过工艺参数的合理匹配,成功地制备出质量较好的外层为铜、内层为铝的铜包铝棒坯.对复合坯经过静液挤压与拉拔,制成不同直径的铜包铝复合线.对铜包铝线的显微硬度和导电性能、力学性能的检测表明,其外观、导电性能和力学性能达到了国家标准.     

感应加热连续退火对铜包铝复合线材再结晶组织和界面金属间化合物的影响

研究了在250~470℃下感应加热连续退火对冷拉拔铜包铝复合线材包覆Cu层和Al芯组织、界面层金属间化合物组成和厚度的影响,并与传统炉式等温退火的实验结果进行了比较.结果表明:当感应加热温度为250℃时,Cu层和Al芯只发生回复现象;Cu层和Al芯分别在300和330℃时开始发生再结晶,在430℃时均发生完全再结晶,平均晶粒尺寸分别约为6.0和7.3μm.当温度为360℃时,Cu/Al界面形成了不连续分布的CuAl2金属间化合物;当温度为390℃时,界面形成了连续分布的CuAl2层,430℃时形成了CuAl2和Cu9Al42种化合物层,平均厚度分别约为0.52和0.48μm.进一步升高温度,Cu层和Al芯的晶粒明显长大,界面化合物层厚度呈增大趋势.在本工作实验条件下,冷拉拔铜包铝复合线材合理的感应加热连续退火温度为430℃.与炉式等温退火工艺相比,感应加热连续退火方法可明显细化铜包铝复合线材Cu层和Al芯的再结晶晶粒,显著减小界面金属间化合物层厚度.     

拉拔变形量和退火工艺对铜包纯铁线材组织与性能的影响

采用拉伸复合法制备了铜包纯铁线材,研究了拉拔变形量、退火温度和时间对铜包纯铁线材组织与性能的影响。结果表明：随着拉拔变形量的增加,铜包纯铁线材铜、铁晶粒越来越小,铜晶粒呈现不规则形状,铁晶粒呈现典型的流变形特征,线材抗拉强度逐渐升高,电导率、伸长率逐渐降低;随着退火温度的升高和退火时间的延长,铜和铁的晶粒逐渐长大;随退火温度的升高,铜-铁界面铜、铁原子发生扩散,形成一定厚度的扩散层,线材的抗拉强度降低、伸长率提高,电导率先升高后降低;随着退火时间延长,复合线材的电导率和伸长率逐渐升高,抗拉强度降低。     

旋锻复合铜包铍铜线材的组织性能

采用热旋锻-拉拔方法制备了直径为1.4 mm、包覆铜层厚度均匀、界面结合良好的铜包铍铜复合线材,研究了热旋锻、拉拔、中间退火和固溶形变时效对复合线材组织性能的影响。结果表明：合理的旋锻制度为旋锻温度700℃,单道次变形量50%,旋锻两道次,可获得良好的复合界面结合质量。线材拉拔过程中的合理中间退火工艺为(600℃, 1 h),此时铍铜基本完成再结晶,界面层没有发生明显增厚,线材塑性相对较好,断后伸长率为38.5%。线材合理的固溶-形变-时效工艺为经780℃固溶10 min后变形拉拔40%,然后再经320℃时效2 h。此时线材综合力电性能较好,抗拉强度为896 MPa,导电率为50.5%IACS。