散热器用4045/3003铝合金复合管材的开发

采用自行设计制造的铝合金包覆铸造装置制备出4045/3003铝合金包覆铸锭,经均匀化退火后,再进行反向热挤压、冷拉拔,加工成铝合金复合管,并对包覆铸锭和复合管材界面组织和性能进行检测分析。结果表明,铸锭表面质量良好,界面清晰,无气孔、夹杂;两种合金通过合金元素互扩散结合,并形成15μm的扩散层,实现了冶金结合。界面处显微硬度为56.4 HV,界面抗剪切强度为80.2 MPa,界面结合强度高于3003合金。在挤压与拉拔过程中,复合管材保持了原始的层状结构,界面两侧合金结合良好,没有熔合或相对滑动现象。     

铜/钛双金属复合管的热旋锻制备及其界面组织性能

铜/钛双金属复合管兼具铜的导热性和钛的耐海水腐蚀性,是海军舰船、滨海电站的各类海水管路和蒸汽管路系统理想材料。本文采用热旋锻方法成功制备了界面结合性能良好的铜/钛双金属管,重点研究了变形温度、道次变形量等重要工艺参数对管材结合性能的影响,明确了旋锻过程中双金属的结合机制。研究结果表明,在旋锻温度600~900℃,道次变形量45%~70%的制备工艺条件下可成功制备界面冶金结合、结合性能优异的铜/钛双金属复合管,且旋锻温度越低,所需道次变形量越大。在旋锻温度800℃,变形量54.6%条件下制备的铜/钛复合管的平均界面结合强度为13.3 N·mm~(-1),最大剥离强度可达26.5 N·mm~(-1),整管抗拉强度为303.1 MPa,断后伸长率为23.5%,复合界面在极大的压扁弯曲变形下仍不会分层,变形协调性优异。分析认为热旋锻方法制备双金属复合管的界面结合机制为:两金属表面碰撞接触的瞬间氧化膜因表层金属的流动而破裂,新鲜金属基体互相咬合,实现物理结合,同时界面两侧的原子在高温热激活作用下产生相互扩散,达到冶金结合。     

薄壁铜管游动芯头拉伸模具的改进

采用游动芯头生产铜管由来已久,已经实现工业化生产。主要对游动芯头拉伸模具的芯头进行结构改进。运用非线性有限元软件Marc对游动芯头拉管过程进行模拟。分析芯头改进前后拉拔力和温度场的变化趋势,从模拟角度验证芯头改进方法的可行性。分别对改进前后拉制的铜管材进行组织形貌分析,从实验角度说明芯头改进在实际生产中的价值。这一研究结果对实际生产过程中薄壁铜管游动芯头拉伸模具的改进提供了科学依据。     

铜钢复合冷却壁热变形分析

提高高炉炉腰及炉身下部冷却壁抗热变形能力是维持高炉长寿的关键.采用热态实验和数值模拟手段研究高炉炉腰及炉身下部区域铜钢复合冷却壁的传热及热变形行为,并与铜冷却壁进行对比分析.铜钢复合冷却壁热面无渣铁壳覆盖,煤气温度1200℃条件下,铜钢复合冷却壁最高温度为180℃,传热性能与铜冷却壁接近.铜钢界面最大等效应力约为114.45 MPa,低于铜钢复合板的抗拉强度.铜钢复合冷却壁发生弯曲变形,中心z向位移为0.66 mm,较铜冷却壁低约25.8%;顶底端沿z向位移为0.13 mm,较铜冷却壁低约50%;曲率为0.93×10^-4 mm^-1,较铜冷却壁低约51.81%.铜钢复合冷却壁抗变形能力优于铜冷却壁,可以避免铜冷却壁热变形过大导致的螺栓及冷却水管断裂破损问题.     

拉拔管材道次延伸系数的近似计算方法

拉拔管材时道次延伸系数的取值范围,在有关手册或专业教材中都能找到。可是在落实具体的拉管配模(含衬芯)工艺时,常常使人为难。因为延伸系数λ,是管子外径D和壁厚S的函数。缺少经验的工艺人员往往掌握不好减径量ΔD和减壁量ΔS的搭配关系。为此,作者设计了一种近似计算方法,可以迅速掌握设计拉拔管材的工艺流程。设外径减缩系数K_D和壁厚减缩系数K_S分别定义为:K_D=D_0/D_H和K_S=S_0/S_H,式中D_O、S_O和D_H、S_H分别为拉拔前和拉拔后的管子外径、壁厚。道次延伸系数λ与K_D和     

矩形断面铜包铝连铸坯轧制成形导电扁排的工艺及性能

采用水平连铸直接复合成形工艺制备了断面尺寸为50 mm×30 mm×3 mm×R4 mm的铜包铝复合棒材,通过多道次平辊轧制和精整拉拔,制备了断面尺寸为60 mm×8 mm的铜包铝复合扁排,研究了合理的轧制工艺、扁排的力学和导电性能.结果表明:扁排的最终轧后宽度与侧边部开裂具有相关性,可通过轧制过程的压下量分配和轧制温度控制扁排宽度,从而防止边部开裂.合理的轧制温度为室温至200℃.在室温平辊轧制时,较为合理的轧制制度为5道次平辊轧制,第1道次压下率为20%左右,最大道次压下率为30%左右.轧后经1道次精整拉拔,可获得外形尺寸精确、表面质量良好的铜包铝复合扁排.经退火处理后,铜包铝复合扁排电阻率为2.084×10^-8Ω·m,抗拉强度为122.7 MPa,延伸率为22.0%,界面剪切强度为25.9 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.     

浅析拉拔过程中模具造成质量缺陷的成因及控制措施

进几十年来,在研究许多新的拉拔方法的同时,展开了高速拉拔的研究,成功制造了倒立式圆盘拉拔机。这种盘拉机采用游动芯头拉伸铜管,管材表面质量好,产品精度高,具有显著的优越性。但在生产过程中仍然会出现一些质量缺陷,如擦伤、内外表面划伤、粗糙、壁厚超差等。造成这些质量缺陷一定与拉拔模具润滑油之间相互作用产生磨损有关系,本文对模具及润滑的工作状态进行分析,希望通过一些措施减小模具(外模和游动芯头)的磨损,延长模具的使用寿命,进而减少模具消耗,降低生产成本;也希望能有利于提前预防和控制质量缺陷。     

氧含量及轧制工艺对纯钛管材性能的影响

氧是钛及其合金重要的间隙杂质元素之一,它的含量对钛合金的组织和性能具有一定的影响。研究了不同氧含量、不同轧制变形量对纯钛管材性能的影响,分析了氧含量、轧制变形率、轧制相对减壁量（Q值）等对管材力学性能的影响规律。研究结果表明,氧含量对纯钛管材性能有明显的影响,纯钛管材氧含量在0．08％-0．13％范围内可获得强度高、塑性优异的管材;轧制Q值变化对纯钛管材性能具有重要的影响,当1．2≤Q〈2．3时,可获得综合性能优异的纯钛管材;冷轧变形率对纯钛管材的性能影响显著,当成品火次变形率控制在35％～60％范围时,管材综合力学性能优异。     

Hastelloy G3管材热挤压模具磨损有限元分析

基于修正的Archard磨损模型,利用DEFORM-2D有限元软件分析了镍基耐蚀合金(Hastelloy G3)管材热挤压成形时挤压工艺参数对模具磨损的影响规律.结果表明,挤压模具的磨损主要集中在锥模出口处.模具最大磨损深度随着挤压速度、坯料预热温度的升高而降低,随摩擦因数的增大而升高.模具表面磨损深度随着模角的增大而升高.最佳热挤压工艺参数是:挤压速度200mm·s^-1,坯料预热温度1180℃,摩擦因数0.05,界面换热系数5N·mm^-1·s^-1·℃^-1.此时,模具最大磨损深度为0.0515mm,模具可重复使用20次.     

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。     

铜包铝丝材的旋锻复合-拉拔成形与组织性能

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Cu-Ag复合合金丝的制备

采用铜芯-银管复合技术探索了Cu-Ag复合合金丝的制备工艺,试验观察了Cu-Ag复合合金丝的表面形貌和界面结构,结果表明这种制备工艺是可行的。分析了Cu-Ag复合合金丝拉拔过程中产生断裂问题的原因,主要是纯银可拉性不强及市售银管表面质量较差,并对未来工作重点进行规划。该复合工艺拟取代镀层工艺,为Cu-Au复合合金丝及Ag-Au复合合金丝的制备提供借鉴。     

高界面结合强度铜/钼/铜叠层复合材料的制备研究

采用非平衡态的高能铜离子注入技术,对钼芯材表面进行改性并一次覆铜形成过渡铜层,将原本不固溶的的钼/铜界面转化为铜/铜界面,制得高界面结合强度的铜/钼/铜叠层复合材料;采用近终形的热等静压复合技术进行二次覆铜,结合小变形量冷轧工艺进行复合板材精整,降低各层协同变形量,保证了叠层复合材料的板形、芯层质量、表面粗糙度及平行度。本方法所制备的铜/钼/铜叠层复合材料具有界面结合强度高、板形良好、芯层质量好且平行度好的优点,可作为一种电子封装材料或热沉材料应用于电子、信息技术领域。     

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。      

Bonding of Silicon Nitride Ceramic Composite with RE_2O_3Al_2O_3SiO_2 Glass Solders

Ｓｉｌｉｃｏｎｎｉｔｒｉｄｅｃｅｒａｍｉｃｈａｓａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ,ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ,ｈｉｇｈｈａｒｄｎｅｓｓ,ｗｅａｒ,ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ,ｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｓｈｏｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｔｃ．,ａｎｄｉｓａｋｉｎｄｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｅｎｏｒｍｏｕｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｉｅｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｂｕｔｈｉｇｈｃｏｓｔｆｏｒ…     

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...     

钛/钢复合板及其制备应用研究现状与发展趋势

随着钛/钢复合板的应用领域不断拓展,市场对钛/钢复合板的尺寸和性能都提出了新的要求,现有的制备方法和工艺也面临着巨大挑战。本文从原材料情况、复合板尺寸、界面特征和力学性能等方面概述了钛/钢复合板研究现状,评述了钛/钢复合板目前的主要制备方法及其优缺点,综述了表面处理方法、热轧温度、过渡层金属和热处理工艺对钛/钢复合板界面结合质量的影响,阐述了钛/钢复合板的应用现状,指出了钛/钢复合板面临的主要问题及未来的重点研究方向。      

铝热-离心法制备不锈钢内衬复合钢管残余应力有限元分析

用有限元方法计算了铝热离心法制备不锈钢内衬复合钢管过程中的残余热应力分布。分析了钢管壁厚、复合钢管半径及冷却条件对残余热应力分布的影响。结果表明,缓慢冷却到室温后,不锈钢层中有很大的周向残余拉应力,已超过不锈钢的抗拉强度。钢管壁厚及复合钢管半径对残余周向热应力分布的影响不明显。复合钢管半径地径向残余热应力的影响较明显,复合钢管半径越大,径向残余压力越小。复合钢管制备时,在高温状态下直接在复合钢管外表面喷水能在不锈钢层表面造成压应力状态,有利于防止裂纹生成。     

Influences of matrix ductility,interfacial bonding strength,and fiber volume fraction on tensile strength of unidirectional metal matrix composite

A trial to predict the influences of ductility of matrix, interfacial bonding strength, and volume fraction of fiber on the tensile strength of unidirectional metal matrix composites was attempted by means of a Monte Carlo computer simulation method. The main results are summarized as follows. (1) The strength of strongly bonded composites increased with increasing ductility of matrix and then remained nearly constant. (2) When the matrix was ductile, the strength of composite increased with increasing interfacial bonding strength and then remained nearly constant. When the matrix was not ductile, the strength increased but then decreased with interfacial bonding strength. In this case, there was an optimum bonding strength, for which the strength of composite was highest. (3) Concerning the strength of composite as a function of volume fraction of fiber, there arose the case where it is approximately described by the rule of mixtures and also the case where it is not described by this rule, depending on the ductility of matrix, interfacial bonding strength, and scatter of strength of fiber.