铜铝复合板制备与研究

以铜板和铝液为原材料,采用固-液复合法与铸轧工艺将其制成Cu-Al复合板。利用电子显微镜及能谱分析仪对复合板界面处的组织结构及化学成分进行分析研究。研究结果表明,界面层是由于铜原子与铝原子的互相扩散而形成,且铜铝之间存在一条明显的界线,两侧介质接触良好。     

银铜侧向复合材料界面结合机理分析

本文采用“包覆锭坯+扩散烧结+冷轧复合”联合工艺制备了银铜侧向复合带材,利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察分析银铜复合界面结构和元素分布,并分析其银铜复合界面的结合机理。结果表明,银铜复合界面形成过程为：1）银铜接触界面处凹凸不平的表面在轧制力的作用下相互咬合,形成机械结合界面;2）接触面在轧制力的作用下,银铜表面氧化膜破裂,新鲜表面质点间在轧制变形热的作用下产生原子结合;3）在扩散烧结过程中,银铜界面处的原子在高温作用下被激活,银铜原子相互扩散,在界面处发生银铜共晶反应形成液相金属层,随着烧结时间的延长,其共晶反应液相层厚度逐渐增加,随后冷凝结晶,使银铜实现侧向冶金结合。4）在后续中间退火过程中,共晶层与两侧的铜、银基体相互扩散,铜、银原子向更深的方向逐渐扩散,在靠近共晶层铜侧和银侧逐步形成固溶体层,使银与铜的结合强度进一步提高。银铜侧向复合界面结合机理包含机械咬合结合、接触共晶反应自钎焊结合和原子扩散结合3种,复合界面结合强度较好,剪切强度达220 MPa。     

涂覆制坯对不锈钢/低合金钢复合界面影响

为探究涂覆铁钴镍夹层法制备不锈钢/低碳钢复合板坯对复合板界面洁净度的影响,运用Procast仿真软件,利用正交试验法,确立夹层涂覆优选工艺参数.依据仿真结果制备带涂覆夹层复合板坯,通过与固态夹层嵌入法制得复合板坯对比,分析不同组坯方式对轧制成形后微观组织和力学性能的影响.试验结果表明,两类组坯方式的复合板夹层均可阻隔碳...     

结合层对铜/铝复合材料力学性能的影响

运用新型感应加热工艺,通过固-液-固相复合法制备铜/铝复合材料。分析了结合层的成分、硬度、线膨胀系数对铜/铝复合材料机械性能的影响。用热机械分析仪对结合层线膨胀系数进行测量,用扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜(PM)观察界面形貌,用电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)进行物相分析,用显微硬度计对结合层的硬度进行测量。结果表明:界面中间化合物主要为CuAl_2,Cu9Al4和AlCu;不同成分的结合层具有不同的硬度值,Cu9Al4层、AlCu层和CuAl_2层的硬度依次为:HV 204.5,HV 271.5,HV 233.9;铜/铝复合材料结合层线膨胀系数为27.0×10-6℃-1,结合层与铜之间较大的线膨胀系数差是造成铜/铝复合材料经热循环后易在界面层靠近铜侧区域出现裂纹的主要原因。     

纯铜包覆铝合金复合材料界面组织与性能研究

本文采用立式连铸直接复合的方法制备了直径为20 mm,铜包覆层厚度为2 mm的纯铜包覆铝合金(铜包铝合金)复合棒材,并通过扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、能谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等研究了Cu/Al界面的结构与相组成规律,提出了连铸复合铜包铝合金的界面模型及形成机制。结果表明,铜包铝合金复合材料界面层从铜包覆一侧到铝芯一侧主要由3个亚层构成,即靠近铜侧的Cu₉Al₄层(亚层I),厚度较为均匀,约3μm;中间层为CuAl₂层(亚层Ⅱ),呈胞状,厚度不均匀,在10～40μm之间;靠近铝芯一侧为α-Al+CuAl₂伪共晶组织(亚层Ⅲ),呈片层状分布,厚度较大,约为200μm,而且α-Al+CuAl₂伪共晶组织(亚层Ⅲ)中有铝合金中合金元素形成的复杂析出相和残存未转变的高温Cu₃Al_2+x相。纳米压痕实验结果表明,亚层I的显微硬度最高,平均值为7.26 GPa;亚层Ⅱ的硬度次之,平均值为5.77 GPa;亚层Ⅲ...     

钛-铜扩散界面及其导电性分析

通过热压扩散复合制备钛-铜复合板,研究了温度对复合界面形貌的影响.SEM分析表明扩散界面由Cu4Ti、Cu4Ti3、CuTi、CuTi2化合物相组成,同时存在2个不同衬度的Cu4Ti相层.复合板的导电性得到大幅提高,是纯钛的13.2～15.7倍.     

感应加热温度对冷?热轧制成形钛/钢复合板界面的影响

对钛/钢组坯进行冷轧预复合成形,将钛/钢预复合板感应加热至热轧温度后单道次热轧成形制备了钛/钢复合板,研究了感应加热温度对钛/钢复合板的界面组织和界面结合性能的影响。结果表明,冷?热轧制复合法制备的钛/钢复合板的界面结合紧密,没有孔洞和间隙。钛/钢复合板由于感应加热和热轧的时间较短（<5 s）,钛/钢界面仅有少量硬化层碎块,没有金属间化合物析出。钛/钢复合板的界面Ti和Fe元素扩散层宽度随感应加热温度增大而增大,950 ℃时界面扩散层宽度达到8 μm。在感应加热温度为750 ~ 950 ℃的条件下,钛/钢复合板的界面结合良好。      

钢和铝异温轧制复合机理的研究

研究异温轧制复合工艺制度对钢和铝复合板初结合强度的影响，结果表明，轧制变形程度和铝层加热温度都是影响复合板初结合强度的主要因素，利用扫描电镜观察分析复合界面形貌，并对微区成分分析证明，异温轧制复合有不同于室温固相复合的结合机制。     

钛/铝复合板爆炸焊接技术研究进展

通过爆炸焊接技术制备的钛/铝复合板可兼具钛合金耐腐蚀性和铝合金低成本的优点。对钛/铝复合板爆炸焊接技术的研究进展进行介绍,论述了炸药种类、质量比R、基覆板间距及爆炸焊接窗口等主要工艺参数对钛/铝复合板组织和性能的影响;分析了影响钛/铝复合板结合界面的主要因素——金属间化合物种类、扩散层和界面波形;对钛/铝复合板硬度、抗剪切强度、抗拉强度及拉伸断口的研究进行了汇总分析。最后,指出了钛/铝复合板爆炸焊接工艺研究的重点发展方向。     

银包铝棒材立式连铸复合成形制备工艺

以直径20 mm,包覆比50%的银包铝细棒为研究对象,通过有限元数值模拟以及相应的实验验证,得出了银包铝复合材料立式连铸复合成形工艺的边界条件.采用Pro CAST软件模拟了立式连铸成形过程,得出各工艺参数对连铸结果的影响规律,给出了可行的连铸工艺参数范围及工艺调控策略,以模拟结果为指导,制备出表面质量高、复合界面效果良好的银包铝复合棒材.实验结果表明,芯管长度、连铸速度对结果的影响最大,芯管长度影响了芯管出口处双金属的接触温度、接触时间,并直接改变了铝芯固液界面的相对位置.当芯管长度过短时,银铝界面反应较强烈,当芯管长度过长时,芯棒冷却强度大,芯部铝产生明显的冷隔.随着连铸速度的增大,银的固液界面到芯管出口距离逐渐减小,铝的固液界面距出口距离逐渐增大;铝液铸造温度升高,冷却水减少也会带来相似的作用.结果显示,芯管长度30 mm,速度37～67 mm·min-1,银的铸造温度1225～1325℃,铝的铸造温度800℃,冷却水流量约300 L·h-1是可行的银包铝连铸工艺.     

铸造氧化铝／锌合金复合材料界面的SEM观察

利用挤压铸造制备氧化铝／锌合金复合材料,在扫描电镜（SEM）上观察复合材料的界面。在复合材料中纤维与基体间存在致密界面层,合金元素通过适当的化学反应可改善纤维与基体间的结合,在凝固过程中,纤维／基体界面上的硅在共晶体的生长过程中起到领先作用,导致复合材料的共晶转变是由铝硅共晶转变和锌铝共晶转变两者组成。     

镁/铝复合板材制备工艺及性能研究

为了改善镁合金板材的耐腐蚀性能,文章采用轧制复合工艺,将A5052铝板包覆在AZ31B镁合金铸轧板坯表面,通过多道次大压下轧制工艺制备出了镁/铝复合板,并考察了复合工艺、热处理工艺对复合板组织、力学性能的影响。研究结果表明:当轧制温度为300~400℃、道次压下率为30%~40%时,镁、铝板材可以实现良好的复合,但随着复合板材热处理温度的提高,复合界面脆化程度增大,板材力学性能下降,镁/铝复合板材的热处理温度应控制在H24温度以下。     

铜铝高频感应焊接工艺的探究

运用新型感应加热工艺,通过固-液-固相复合法制备铜/铝复合材料.由于加热功率和加热时间会影响结合层厚度的形成,根据感应加热原理及其焊接过程中焊接速度快、铝融化温度高以及铜铝材料紧密接触等特点,对已有焊接设备进行改进.使用直径为0.1 mm、可耐高温的镍铬-镍硅(NiCr-NiSi)表面瞬态热电偶对铜铝接触面之间的温度进行测量,设计与制造了加热时间控制器及热电偶测温装置,得到在焊接过程中不同感应加热功率条件下加热温度与加热时间之间的工艺曲线,得知铜铝运用感应加热工艺进行焊接时,不同加热功率对应不同的加热时间,感应加热功率越大,加热速率越大,所用加热时间越少;当感应加热功率为12.63kW、加热时间为24s时,所制备的铜铝复合材料结合层效果最佳.     

真空制坯热轧钛/钢复合板工艺及性能

钛/钢复合板的需求量日益增多，真空制坯热轧复合法（VRC）是制备高性能钛/钢复合板的有效工艺。介绍了钛/钢复合板制备工艺的国内外现状和工艺特点。依托863重点项目“钛/钢复合板研究与生产技术开发”和十三五重大课题“容器板轧制复合原理与关键技术”，利用真空制坯热轧复合法（VRC）在实验室和钢厂进行了一系列钛/钢复合板的轧制试验，对复合板的界面组织与力学性能进行了分析。实验室制备的钛/钢复合板，界面生成了明显的TiC层，未发现氧化物等杂质，断口有大量韧窝生成，复合界面平均拉剪强度达到了230MPa。钢厂试生产的钛/钢复合板，宽幅达到3500mm，界面生成连续的β- Ti层，拉剪断口未检测到氧化物，拉伸、冲击、弯曲等力学性能均满足国家标准，剪切强度均在196MPa以上，已达国内领先水平。     

高温金相法研究双金属丝的界面扩散

本文以高温金相为主,结合x光衍射、电子探针等手段,对NbTi50/Cu、PdRu5/AlMg5双金属丝界面处扩散层的形成过程及相组成进行了研究。得出在界面处液相出现(即达到共晶或进入固液共存区)之前,扩散层随温度按指数规律变化;在同一温度,扩散层与扩散时间的平方根成正比。界面处由于相互扩散,形成了大体呈层状分布的金属化合物带。界面处液相出现之后,扩散层将急剧增厚。试验确定了上述材料扩散层中的化合物。研究发现,Nb、Ti、Cu的三元共晶点是780±3℃。     

专利信息

专利名称：低镁铝合金薄板带的连续铸轧加工方法;专利名称：一种钢背铝基复合板液液相水平铸轧复合方法及装置;专利名称：中空铝合金挤压型材的弯曲成形方法;专利名称：用于铝合金挤压工艺系统的控制方法;专利名称：铜铝双金属线的制造方法     

多层喷射沉积铝/钢双金属板的轧制

用多层喷射沉积技术制备铝／钢双金属板坯，在不同热轧工艺条件下进行了轧制。不同的热轧工艺材料有不同的性能，不同的热轧工艺对双金属的铝／钢界面结合强度有着显著的影响。本文分析了工艺参数对界面结合的影响，并提出了优化的工艺参数。     

复合轧制工艺对Al/Mg复合板冶金结合层组织和性能的影响

采用AZ31镁合金和纯铝进行高温复合轧制制备镁-铝复合板,使其兼具铝的表面耐蚀性和镁合金的高比强度特性.采用金相显微镜、扫描电子显微镜和电子万能拉伸机等设备,研究了不同热轧温度及退火工艺参数对铝-镁复合界面的显微组织和结合强度的影响.结果表明:300℃轧制,镁-铝复合板出现严重边裂;450℃轧制,边裂消失;在轧制温度为400℃、压下率为50%、300℃退火2 h的条件下得到的复合板界面结合强度最大,为7.5 MPa.     

电缆用铜/铝复合带制备工艺研究

研究了制备工艺对电缆用铜/铝复合带组织和性能的影响.结果表明：电缆用铜/铝复合带冷轧复合加工率应大于67%,合理的退火工艺为310℃×1.5h.铜/铝复合界面是通过轧制物理结合-退火冶金结合机理形成的.     

电缆用铜/铝复合带制备工艺研究

研究了制备工艺对电缆用铜/铝复合带组织和性能的影响.结果表明:电缆用铜/铝复合带冷轧复合加工率应大于67%,合理的退火工艺为310℃×1.5h.铜/铝复合界面是通过轧制物理结合-退火冶金结合机理形成的.