不同粒径TiB2/Cu复合材料热传导模拟与实验

采用ANSYS对不同粒径TiB₂/Cu复合材料热传导过程进行模拟。采用粉末冶金法制备了不同粒径TiB₂增强的Cu复合材料,采用LINSEIS LFA1600激光导热仪测试了室温至280℃下的TiB₂/Cu复合材料热传导性能变化,并与模拟结果进行对比。结果表明:热导率模拟结果与实验结果吻合较好。在50~200℃之间,复合材料热导率变化不大,在6%~9%范围内波动。200℃之后,模拟值与实验值均呈现出随温度升高而增大的趋势,且吻合度较高。这是由于温度低于200℃时,在模拟过程中未考虑材料界面处两相不同热膨胀系数的影响,导致模拟值与实验值有较大的差异。当温度高于200℃时,模拟值和实验值吻合程度趋于稳定。在200℃时,由于两相热膨胀系数的影响,复合材料内部界面处等效应力大于Cu基体屈服强度,使其发生塑性变形,从而引起热导率发生较大幅度变化。此外,热导率随着TiB₂粒径的增大呈现出先提高后降低的趋势,在10 μm时达到最大。这是由于当颗粒直径小于临界平均直径时,颗粒直径的增大会减少界面数量,从而降低界面热阻。当颗粒直径大于临界平均直径时,平均自由程l的急剧增加导致热导率降低。      

载流条件下Al2O3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究

采用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性,并进行了微观组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;在载流条件下,该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优越于铬青铜合金;电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征,电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内,电流较载荷对磨损率的影响显著。     

Ti含量对耐蚀铜合金冲蚀性能的影响

采用MCF-30型冲蚀磨损试验机,对不同钛含量的耐蚀铜合金在含砂的人工海水中进行冲蚀试验。冲蚀试验前后利用电子分析天平对冲蚀试样称重,利用扫描电镜和透射电镜分析冲蚀试样的冲蚀形貌、微观组织和冲蚀机理,在320HBS-3000型数显布氏硬度计上测量合金硬度。结果表明:添加Ti能显著提高合金在人工海水砂浆冲蚀条件下的冲蚀抗力,其冲蚀机理为砂粒的微切削与人工海水腐蚀综合作用机制;当钛含量为2.0%时,合金的耐冲蚀性能最好;在冲蚀速度为8.79 m·s-1,冲蚀角度为90°时,未加入Ti的合金表面腐蚀特征明显,出现了短的微切削沟槽、砂粒冲击坑及较粗大颗粒硬质相剥落坑;加入0.5%Ti的合金的冲蚀表面出现了较多的犁耕状沟槽和鱼鳞状剥落坑;加入2.0%Ti的合金的冲蚀表面腐蚀明显减轻,冲蚀表面沟槽较浅且比较窄。     

铝合金拉杆的热挤压工艺及模具设计

分析了高压开关零件LW8-35SF6铝合金拉杆的热挤压成形工艺及模具设计.与传统的加工工艺相比,新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压工艺进行生产,使材料利用率和生产效率大大提高.对铝合金拉杆零件进行了实际生产试验,结果表明,对直径为90 mm、高度为85 mm的棒料进行热挤压成形是可行的,设计制造的挤压模具结构简单、通用性强.采用新工艺增加了坯料尺寸精度,坯料重量减轻72%以上,提高了经济效益;同时,为在小设备上成形变形程度较大的长杆件提供了一种新方法.     

高压开关铝合金拉杆复合挤压工艺及模具设计

分析了高压开关零件LW8-35SF6铝合金拉杆的热挤压成形工艺及模具设计.与传统的加工工艺相比,新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压工艺进行生产,使材料利用率和生产效率大大提高.设计制造的挤压模具结构简单,通用性强.     

混杂增强铜基复合材料的设计与研究进展

传统铜基复合材料在提高其强度、硬度、耐磨性等的同时,会大幅降低传导性能和塑韧性,因此很大程度上限制了其应用范围。为了满足高技术领域的需求,改善复合材料的综合性能,利用多元多尺度混杂增强的设计思路,充分发挥各组元的优点和耦合效应,获得了具有高强、高导、高耐磨的铜基复合材料,而且其在高温下依然保持高的强度和优异的抗热疲劳特性。本文综述了混杂增强铜基复合材料增强相的选择、强化机制、制备技术等方面的研究进展,并展望了混杂增强铜基体复合材料的发展方向及需要解决的问题。