銅鋁復合材料的熱處理問(wèn)題研究論文

　　摘要：銅鋁復合材料是電力、電氣、通訊及電子元件等行業(yè)中使用廣泛的材料, 同時(shí)也是國際上備受青睞的換熱材料。銅鋁材料在進(jìn)行制備及熱處理的過(guò)程中, 方法、參數設置不當, 銅鋁合金容易出現使用性能下降、共晶、氧化等問(wèn)題, 為此, 需要選擇合適的制備工藝及提高熱處理技術(shù), 使產(chǎn)品性能有效提高, 本文就此分析了制備技術(shù), 例如熱軋復合技術(shù)、冷軋復合技術(shù)、異步軋復合技術(shù)、焊接復合技術(shù)以及其他復合技術(shù)等, 希望能對銅鋁復合材料的熱處理研究提供一些參考。

　　關(guān)鍵詞：銅鋁材料; 軋制; 焊接復合;

　　將銅、鋁兩種材料結合在一起就能得到一種良好的換熱材料和導電材料。為此不論是用來(lái)導熱還是用來(lái)導電, 都是優(yōu)先選擇的材料。例如外層為銅, 基體為鋁的材料可以充當工頻小于供電頻率的導線(xiàn);外層為鋁, 基體為銅的材料可以用來(lái)進(jìn)行導熱和導電。而提高銅鋁復合材料的熱處理技術(shù)有助于提高產(chǎn)品的性能, 本文就此簡(jiǎn)單分析了銅鋁復合材料的制備技術(shù)。

　　1 熱軋復合技術(shù)

　　熱軋復合技術(shù)就是將銅鋁材料在進(jìn)行加熱后, 利用軋制力對其進(jìn)行塑性加工的方法。通過(guò)這種方式能夠將銅鋁材料有機結合在一起。熱軋復合技術(shù)在20世紀就已經(jīng)出現, 目前依然廣泛應用于各個(gè)行業(yè)之中。熱軋復合技術(shù)在使用過(guò)程中具有簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn), 同時(shí)具有較高的實(shí)用性, 因此廣泛應用于制作大型的銅鋁復合材料零件。銅鋁復合材料在進(jìn)行熱軋的過(guò)程中和單屬性金屬的處理方式相似, 軋制后通常還需進(jìn)行熱處理, 去除殘余應力并使界面結合得到強化。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中, 遇到困難較大的軋制工作時(shí), 還可以使用包覆軋制方法, 這也是實(shí)施軋制復合的有效方法之一。

　　2 冷軋復合技術(shù)

　　由于熱軋技術(shù)在使用過(guò)程中會(huì )使銅鋁復合材料出現部分脆性的物質(zhì), 有時(shí)難以進(jìn)行有效控制, 為了解決熱軋處理技術(shù)中的問(wèn)題, 美國學(xué)者研制出了界面熱擴散處理技術(shù), 逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中推廣開(kāi)來(lái), 并取代了一部分的熱軋處理技術(shù)。隨著(zhù)人們對冷軋處理技術(shù)研究的不斷深入, 這種處理技術(shù)也逐漸在銅鋁復合材料制作中應用開(kāi)來(lái)。通常認為, 軋制復合法結合過(guò)程分為物理接觸、接觸表面激活和擴散三個(gè)過(guò)程。冷軋技術(shù)在大型的銅鋁復合材料制作過(guò)程, 對軋機具有較高的要求, 因此在一定范圍內, 冷軋技術(shù)受到了一定的限制。除此之外, 材料的成品率以及材料形狀也受到了一定的影響。

　　3 異步軋復合技術(shù)

　　異步軋制工藝也可以稱(chēng)為非對稱(chēng)性的軋制工藝, 這項技術(shù)誕生于20世紀60年代, 隨后逐漸被廣泛應用。異步軋制技術(shù)在使用過(guò)程中的主要特點(diǎn)就是在工作過(guò)程中兩個(gè)使用部件的速度各不相同[1], 并且軋制過(guò)程中不需要太大的軋制力, 就能制作出材質(zhì)較薄的銅鋁復合材料。部分研究學(xué)者在研究異步軋制復合工藝時(shí), 已經(jīng)對軋制變形率、軋制下壓量以及軋制機制之間的關(guān)系等方面進(jìn)行了大量的研究實(shí)驗, 在一定程度上改善了在大延伸條件下, 異步軋制技術(shù)所產(chǎn)生的機架張力以及軋機扭振問(wèn)題。目前, 異步軋制技術(shù)更多的還是與其它技術(shù)結合使用, 生產(chǎn)工序較為復雜, 不適合小型的生產(chǎn)工作。

　　4 焊接復合技術(shù)

　　焊接復合技術(shù)就是通過(guò)焊接的方法再直接把一種材料焊接在另一種材料的表面, 從而有效改善材料的性能與尺寸[2]。通過(guò)焊接復合技術(shù)不但可以對原材料遺失部分進(jìn)行有效修復, 同時(shí)還能促進(jìn)兩種材料發(fā)生冶金結合, 使產(chǎn)品性能得到進(jìn)一步提高。根據焊接方式的差異, 焊接復合技術(shù)分為擴散焊接和爆炸焊接, 爆炸焊接是一種較為獨特的工藝技術(shù), 其基本工作原理就是將爆炸時(shí)炸藥所爆發(fā)的能源作為基礎能源, 利用異種原子產(chǎn)生高速撞擊、沖撞, 使各種金屬材料結合到一起。這種方法界面高壓和高溫持續時(shí)間非常短, 可有效防止界面處金屬間化合物的生成, 并且靈活性強, 可用于各種異型件的焊接, 復合材料結合力強[3]。

　　5 其他復合技術(shù)

　　噴射成型技術(shù), 主要是利用各種專(zhuān)業(yè)設備先溶解固體金屬銅或鋁, 隨后將被熔金屬液態(tài)物質(zhì)噴射到另一種基礎金屬材料中, 形成一種新型薄層, 在經(jīng)過(guò)熱處理后, 使材料達到一種復合狀態(tài)。直接澆筑復合技術(shù), 就是先將兩種金屬放置在一起, 將剝離劑放進(jìn)兩種材料中, 在材料四周開(kāi)始加壓使之閉合, 然后將其放置在鑄模之中, 同時(shí)使部分金屬液注入鑄模當中, 在金屬液完全冷卻凝固后, 再實(shí)施軋制工作, 最后就會(huì )得到一種復合材料[4]。這種方式的使用優(yōu)勢就是在合理壓力及溫度條件下, 可以提高產(chǎn)品結合強度, 成本較低, 技術(shù)操作簡(jiǎn)單。

　　6 結束語(yǔ)

　　銅鋁符合材料具有良好的導電、導熱性能, 因此被廣泛應用于能源、建筑、機械、電子、電力以及冶金設備等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當中, 提高銅鋁復合材料的制備及熱處理技術(shù)有助于提升產(chǎn)品的性能, 為此我國應該加強銅鋁復合材料的制備技術(shù)及熱處理技術(shù), 從而讓銅鋁復合材料更好地應用于工業(yè)生產(chǎn)及實(shí)際生產(chǎn)生活之中。

　　參考文獻

　　[1]劉歡.擴散熱處理工藝與銅鋁復合板性能關(guān)系的構建[D].沈陽(yáng):沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué), 2014.

　　[2]呂琳.擴散熱處理工藝對銅鋁復合界面層結構的影響[D].沈陽(yáng):沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué), 2012.

　　[3]尚正平, 王項, 范國棟, 等.銅鋁復合材料生產(chǎn)與應用[J].有色金屬加工, 2014 (13) :45-46.

　　[4]周弦.銅鋁復合材料研究進(jìn)展[J].南方農機, 2018, 49 (10) :242.

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