銅鋁復(fù)合材料的熱處理問題研究論文

　　摘要：銅鋁復(fù)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, 同時也是國際上備受青睞的換熱材料。銅鋁材料在進行制備及熱處理的過程中, 方法、參數(shù)設(shè)置不當(dāng), 銅鋁合金容易出現(xiàn)使用性能下降、共晶、氧化等問題, 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(fù)合技術(shù)、冷軋復(fù)合技術(shù)、異步軋復(fù)合技術(shù)、焊接復(fù)合技術(shù)以及其他復(fù)合技術(shù)等, 希望能對銅鋁復(fù)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(fù)合;

　　將銅、鋁兩種材料結(jié)合在一起就能得到一種良好的換熱材料和導(dǎo)電材料。為此不論是用來導(dǎo)熱還是用來導(dǎo)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(dāng)工頻小于供電頻率的導(dǎo)線;外層為鋁, 基體為銅的材料可以用來進行導(dǎo)熱和導(dǎo)電。而提高銅鋁復(fù)合材料的熱處理技術(shù)有助于提高產(chǎn)品的性能, 本文就此簡單分析了銅鋁復(fù)合材料的制備技術(shù)。

　　1 熱軋復(fù)合技術(shù)

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

　　2 冷軋復(fù)合技術(shù)

　　由于熱軋技術(shù)在使用過程中會使銅鋁復(fù)合材料出現(xiàn)部分脆性的物質(zhì), 有時難以進行有效控制, 為了解決熱軋?zhí)幚砑夹g(shù)中的問題, 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)中推廣開來, 并取代了一部分的熱軋?zhí)幚砑夹g(shù)。隨著人們對冷軋?zhí)幚砑夹g(shù)研究的不斷深入, 這種處理技術(shù)也逐漸在銅鋁復(fù)合材料制作中應(yīng)用開來。通常認為, 軋制復(fù)合法結(jié)合過程分為物理接觸、接觸表面激活和擴散三個過程。冷軋技術(shù)在大型的銅鋁復(fù)合材料制作過程, 對軋機具有較高的要求, 因此在一定范圍內(nèi), 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(fù)合技術(shù)

　　異步軋制工藝也可以稱為非對稱性的軋制工藝, 這項技術(shù)誕生于20世紀60年代, 隨后逐漸被廣泛應(yīng)用。異步軋制技術(shù)在使用過程中的主要特點就是在工作過程中兩個使用部件的速度各不相同[1], 并且軋制過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(fù)合材料。部分研究學(xué)者在研究異步軋制復(fù)合工藝時, 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)系等方面進行了大量的研究實驗, 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題。目前, 異步軋制技術(shù)更多的還是與其它技術(shù)結(jié)合使用, 生產(chǎn)工序較為復(fù)雜, 不適合小型的生產(chǎn)工作。

　　4 焊接復(fù)合技術(shù)

　　焊接復(fù)合技術(shù)就是通過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]。通過焊接復(fù)合技術(shù)不但可以對原材料遺失部分進行有效修復(fù), 同時還能促進兩種材料發(fā)生冶金結(jié)合, 使產(chǎn)品性能得到進一步提高。根據(jù)焊接方式的差異, 焊接復(fù)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炸藥所爆發(fā)的能源作為基礎(chǔ)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(jié)合到一起。這種方法界面高壓和高溫持續(xù)時間非常短, 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(fù)合材料結(jié)合力強[3]。

　　5 其他復(fù)合技術(shù)

　　噴射成型技術(shù), 主要是利用各種專業(yè)設(shè)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(chǔ)金屬材料中, 形成一種新型薄層, 在經(jīng)過熱處理后, 使材料達到一種復(fù)合狀態(tài)。直接澆筑復(fù)合技術(shù), 就是先將兩種金屬放置在一起, 將剝離劑放進兩種材料中, 在材料四周開始加壓使之閉合, 然后將其放置在鑄模之中, 同時使部分金屬液注入鑄模當(dāng)中, 在金屬液完全冷卻凝固后, 再實施軋制工作, 最后就會得到一種復(fù)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(jié)合強度, 成本較低, 技術(shù)操作簡單。

　　6 結(jié)束語

　　銅鋁符合材料具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能, 因此被廣泛應(yīng)用于能源、建筑、機械、電子、電力以及冶金設(shè)備等各個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中, 提高銅鋁復(fù)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(yīng)該加強銅鋁復(fù)合材料的制備技術(shù)及熱處理技術(shù), 從而讓銅鋁復(fù)合材料更好地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及實際生產(chǎn)生活之中。

　　參考文獻

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

　　[2]呂琳.擴散熱處理工藝對銅鋁復(fù)合界面層結(jié)構(gòu)的影響[D].沈陽:沈陽工業(yè)大學(xué), 2012.

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

　　[4]周弦.銅鋁復(fù)合材料研究進展[J].南方農(nóng)機, 2018, 49 (10) :242.

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