铜－铝复合材料的研究

研究了铜／铝轧制复合工艺对复合板结合强度的影响，指出轧制变形率和热处理工艺是控制结合强度的主要因素。     

铜—铝复合材料的研究

研究了铜／铝轧制复合工艺对复合板结合强度的影响，指出轧制变形率和热处理工艺是控制结合的强度的主要因素。     

铜/铝/铜复合板异步轧制变形行为有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了铜/铝/铜复合板异步轧制成形弹塑性有限元模型,将有限元模型仿真结果同实际轧制实验结果进行对比,证明有限元模型的准确性。通过对异步轧制变形区进行分析和研究发现,在相同条件下,与同步轧制相比,异步轧制可以有效地减小轧制正应力,并增大后滑区摩擦应力;异步轧制搓轧区可以促进复合板结合界面的金属流动,在其他轧制条件相同的情况下,压下率越大,搓轧区越小,异步速比越大,搓轧区越大;靠近快速辊一侧结合界面铜板的等效应变要大于靠近慢速辊一侧结合界面铜板的等效应变,中间铝板的等效应变大于两侧铜板。随着异步速比的增大,复合板结合界面上两种金属的等效应变的差距逐渐缩小,变形将会更加协调,有利于增强复合板的结合强度。整体研究对铜铝复合板制备工艺的优化提供了理论依据。     

退火温度对异步轧制铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响

研究退火温度对异步轧制法制备的铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响,采用SEM观察界面组织形貌,结合EDX、XRD分析界面物相成分,采用显微硬度和室温拉伸实验表征复合板的力学性能。结果表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板界面形变储能较高,退火温度为400℃时界面扩散明显;随着退火温度的升高,复合界面先后生成金属间化合物CuAl2、Cu9Al4、CuAl相,界面撕裂位置位于金属间化合物之间;界面层的显微硬度比基体的高,这是因为受到硬脆性化合物和高温软化的共同影响;退火温度越高,复合板抗拉强度越低,断裂伸长率越大。研究表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板最佳退火温度为400℃。     

铜铝复合板界面组织和性能研究

对固-液法制备的铜铝复合板进行不同工艺的轧制并进行300℃×4h退火处理,测定了复合板的抗拉强度、伸长率、界面剥离强度及电导率,利用金相显微镜和扫描电镜等分析了结合界面的组织形貌,研究了轧制及退火工艺对结合界面扩散层组织和复合板性能的影响。结果表明,轧制后形成的CuAl2相降低了复合板的剥离强度和电导率,退火处理可促进结合界面原子互扩散形成Cu9Al4,改善复合板的性能,同时电导率也得以提高。     

铜/铝/不锈钢三层复合板成形工艺研究

试验研究了铜/铝/不锈钢三层复合板成形工艺,旨在充分利用各组元的优越性,为应用于散热及炊具等方面用复合板原料提供技术支持。依据轧制复合及热处理工艺理论,主要对铜/铝/不锈钢复合板轧制及热处理成形工艺进行了试验研究。结果表明,随着轧制压下率的增加,复合板的抗拉强度和界面结合强度逐渐增大,杯突值逐渐降低;不锈钢层与冲头接触的杯突值大于铜层与冲头接触的;最优轧制工艺参数:加热温度350℃,保温5 min~10min,压下率33.3%;350℃退火1 h获得了较为理想的抗拉强度及界面结合强度。     

电子封装用Cu/Mo/Cu复合材料的工艺研究

研究了浸涂助复剂（铝基合金）和室温轧制工艺对Cu／Mo／Cu复合界面结合强度的影响，简述了Cu／Mo／Cu复合板室温轧制成形工艺过程，详细分析了表面和界面清理、初道次轧制临界变形率及热处理工艺等因素对复合板结合强度的影响。实验结果得出，钼板浸涂Al—Mn—Zn—Sn合金助复剂后的热处理温度为800～850℃；初道次轧制变形率为45％最佳；复合轧制后合适的退火工艺为450℃，保温60min。     

铜/硬铝T2/LY12复合板的生产工艺研制

本文主要介绍了导热率优异的散热材料——铜/硬铝T2/LY12复合板的生产方法,利用爆炸-轧制方法生产出尺寸精确、性能优良的双金属复合板。为薄复层铜/铝复合板的生产提供了合理的工艺方法。     

轧制速度对铜/铝复合板结合强度的影响

基于复合板结合强度计算模型,用数值模拟和实验研究了轧制速度对铜/铝复合板结合强度的影响。结果表明,随着轧制速度的增加,组元金属的应变均小幅度增加,变形区正应力峰值则基本保持不变。轧制速度为125 mm/s时,铜铝结合界面上节点速度的一致性较好,在不考虑金属复合时间对结合强度影响时,轧制速度125 mm/s最有利于组元金属的结合。随着轧制速度的增加,铜/铝复合板的结合强度先增大后减小,且轧制速度为125 mm/s时,结合强度达到最高。     

铜铝复合板的拉深变形行为

对轧制态及退火态铜铝复合板进行了室温拉伸试验,得到了其不同变形速度下的强度和塑性性能数据,计算了其不同变形速度下的应变硬化指数n值,以得到其优化的拉深速度.分别在无润滑、20号机油润滑以及聚丙烯薄膜润滑3种条件下对两种状态的铜铝复合板进行拉深试验,测量变形后的极限拱顶高度日,观察分析缺陷位置以及界面层演变规律.结果 表...     

Cu／Mo／Cu爆炸复合界面组织特征

用爆炸复合的方法,试制出了Cu/Mo/Cu板材。用光学显微镜和扫描电镜研究了其界面组织特征;并利用显微硬度考察了界面附近硬度及界面附近的形变特点。结果表明：Cu/Mo/Cu复合材具有波形结合面和平直结合面;波形界面存在熔区,其熔区的显微硬度高于Cu基体而低于Mo基体。     

铜/钢复合板焊接工艺

通过对铜／钢复合板接头焊接性的分析，制定了适于铜／钢复合板的焊接工艺。在试件焊接性试验和多次接头返修试验后，试件经无损检验及力学性能试验，接头性能完全满足使用要求。     

Cu/Al层厚比对波纹辊轧制Cu/Al复合板变形行为和结合性能的影响

本工作通过抗剪切强度测试、剪切断面显微观察和有限元仿真等手段对不同Cu/Al层厚比下波纹辊轧制（CRB）Cu/Al复合板的金属的变形行为和界面结合性能进行了研究。结果发现，CRB过程中界面处形成了局部强正应力和多个“搓轧区”，促进了复合板的塑性变形和界面结合。增大Cu/Al层厚比可提升Cu层的变形率和波谷界面处的正应力，有利于降低Cu/Al复合板的翘曲程度，并增强界面的整体结合性能。当层厚比从2:10增加到2:4时，界面抗剪切强度从40.39MPa上升到47.24 MPa，但界面抗剪切强度的波动逐渐增大。     

Microstructure evolution,mechanical properties and tailoring of coefficient of thermal expansion for Cu/Mo/Cu clad sheets fabricated by hot rolling

The law of microstructure evolution and mechanical properties of hot roll bonded Cu/Mo/Cu clad sheets were systematically investigated and the theoretical prediction model of the coefficient of thermal expansion (CTE) of Cu/Mo/Cu clad sheets was established successfully. The results show that the deformation of Cu and Mo layers was gradually coherent with an increase in rolling reduction and temperature and excellent interface bonding was achieved under the condition of a large rolling reduction. The development of the microstructure and texture through the thickness of Cu and Mo layers was inhomogeneous. This phenomenon can be attributed to the friction between the roller and sheet surface and the uncoordinated deformation between Cu and Mo. The tensile strength of the clad sheets increased with increasing rolling reduction and the elongation was gradually decreased. The CTE of Cu/Mo/Cu clad sheets was related to the volume fraction of Mo. The finite element method can simulate the deformation and stress distribution during the thermal expansion process. The simulation result indicates that the terminal face of the clad sheets was sunken inward.     

Cu/Mo/Cu复合板界面变形及厚度配比

采用热轧+温轧方法制备Cu/Mo/Cu复合板,研究轧制工艺对复合板结合界面及组元厚度配比的影响。结果表明：经过轧制变形后,铜钼界面实现紧密结合且结合机制为齿状啮合,铜层外表面和靠近界面层的晶粒比中部细小;随着变形量的增加,铜层等轴状晶粒沿轧制方向被拉伸,界面结合效果明显改善,且由齿状变得较为平直。分析组元厚度配比,铜层变形量较钼层的大,随着总压下量的增加,组元压下率的差值减小,变形量逐渐趋于一致;首次提出了Cu/Mo/Cu三层复合板厚度配比的关系,为实际选择原料提供依据     

Cu/Al复合板双辊铸轧复合界面压力分布与结合特性（英文）

双辊铸轧工艺制备双金属层复合板的力学性能和产品厚度规格与结合界面相互作用力学行为密切相关。以铸轧速度为变量,建立热流耦合模拟与界面压力分布计算模型。结果表明,随着铸轧速度的降低,界面温度降低,界面压力与出口铝侧厚度占比增大。铜带减薄主要发生在后滑移区。较高的界面压力和较长的固体/半固体接触时间使结合面充分浸润,为原子扩散提供有利条件。当铸轧速度为2.4 m/min时,扩散层宽度为4.9μm,剥离后铜侧表面被铝覆盖,铝侧发生韧性断裂,有效防止界面分层及裂纹扩展。同时,高界面压力及塑性应变下的剪切作用更显著,铝侧显微组织为细长柱状晶体。因此,结合界面实现冶金结合并细化铝侧晶粒可以使复合板获得较高的结合强度和拉伸性能。     

熔覆Cu/Mo/Cu复合材料界面组织特征和结合特性

采用熔覆法制备Cu/Mo/Cu复合材料,利用金相显微镜对Cu/Mo/Cu复合材料的界面结构、显微组织进行研究,并通过扫描电镜分析了熔覆+轧制材料的断裂特点和界面结合特性。结果表明：熔覆复合界面平直且结合紧密;熔覆后钼层靠近界面的晶粒发生静态回复和再结晶,分布均匀呈等轴状,钼层中间位置的晶粒沿水平方向保持了原有的扁平状,铜层晶粒为粗大晶粒,大小不一且分布不均匀;铜层为韧性断裂,钼层发生分层断裂现象;剥离过程中材料沿着界面附近分层严重的钼层开裂,复合界面结合紧密。     

Corrosion behavior of Cu/Al casting-rolled clad plates in different alkaline solution

The effect of pH value and different kinds of anions on the corrosion behavior of Cu/Al casting-rolled clad plates in the alkaline solution was evaluated by means of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), weight loss analysis, 3D confocal laser scanning microscopy (CLSM) and electrochemical test. Results show the corrosion mainly occurs on the aluminum side. The corrosion resistance of the Cu/Al decreases as the pH value increases. When pH≥12, the dissolution of the film layer is faster than the passivation process. The addition of Cl⁻ ions reduces the corrosion resistance of the Cu/Al clad plates, which leads to pitting corrosion. The higher the concentration of Cl⁻ ions, the more prone the pitting to occur. The addition of SO₄²⁻ ions causes the denudation of the samples. The corrosion resistance of the Cu/Al is better in the alkaline solution containing NO₃⁻ ions than that in the solution containing Cl⁻ ions or SO₄²⁻ ions. When adding SO₄²⁻, NO₃⁻ and Cl⁻ to the pure alkaline solution, the corrosion resistance of the Cu/Al clad plates decreases.

     

Bonding strength of Invar/Cu clad strips fabricated by twin-roll casting process

Based on traditional twin-roll casting process, Invar/Cu clad strips were successfully fabricated by using solid Invar alloy strip and molten Cu under conditions of high temperature, high pressure and plastic deformation. A series of tests including tensile test, bending test, T-type peeling test and scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) measurements were carried out to analyze the mechanical properties of Invar/Cu clad strips and the micro-morphology of tensile fracture surfaces and bonding interfaces. The results indicate that no delamination phenomenon occurs during the compatible deformation of Invar/Cu in bending test and only one stress platform exists in the tensile stress?strain curve when the bonding strength is large. On the contrary, different mechanical properties of Invar and Cu lead to delamination phenomenon during the uniaxial tensile test, which determines that two stress platforms occur on the stress?strain curve of Invar/Cu clad strips when two elements experience necking. The average peeling strength can be increased from 13.85 to 42.31 N/mm after heat treatment at 800 °C for 1 h, and the observation of the Cu side at peeling interface shows that more Fe is adhered on the Cu side after the heat treatment. All above illustrate that heat treatment can improve the strength of the bonding interface of Invar/Cu clad strips.     

Cu/Al/Cu层状金属复合材料电子束焊接接头特征

研究了Cu/Al/Cu层状金属复合材料的电子束焊,对焊接接头的表面成形、微观组织、力学性能进行分析。结果表明,采用电子束焊可以实现Cu/Al/Cu层状金属复合材料的有效连接。不同金属层焊缝宽度明显不同,铝层焊缝宽度最大,且铝层金属大量进入顶部和底部的铜层焊缝中。各层母材和焊缝界面均出现了IMCs层,铝层主要是Al2Cu,铜层则主要是AlCu,Al2Cu。在焊缝中心生成大量的块状Al2Cu,均匀分布在α-Al和Al2Cu组成的共晶组织基体中。接头抗拉强度为44 MPa,断口呈现明显的脆性断裂特征,拉伸断裂位置于显微硬度最高的焊缝中心区。创新点： (1)采用Cu/Al/Cu层状金属复合材料代替纯铜在工业领域的应用。(2)采用电子束焊接技术实现Cu/Al/Cu三明治结构层状金属复合材料的焊接。