發(fā)布時(shí)間：2019-09-03 13:34

【摘要】：將鋁液澆注到銅管內(nèi)制備銅鋁復(fù)合鑄錠是制備銅鋁復(fù)合材料的方法之一，但復(fù)合層的凝固過程、工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合質(zhì)量的影響規(guī)律并不十分清楚。 本文針對(duì)上述問題，采用將鋁液澆注到銅板上的方法制備銅鋁復(fù)合鑄錠，研究了固體銅在鋁液內(nèi)的溶解過程；在復(fù)合層的凝固過程與凝固組織的理論分析的基礎(chǔ)上，研究了銅鋁復(fù)合鑄錠內(nèi)溫度場(chǎng)與銅鋁元素分布規(guī)律、工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合層內(nèi)凝固組織與復(fù)合質(zhì)量的影響規(guī)律、復(fù)合層厚度對(duì)力學(xué)性能的影響。 研究得到了當(dāng)溫度為973K，固體銅與液體鋁接觸時(shí)間在180秒內(nèi)，以及當(dāng)溫度超過1070K時(shí)，銅的溶解速度呈直線上升的變化規(guī)律。 研究發(fā)現(xiàn)固體銅與液體鋁接觸時(shí)，即使是對(duì)銅板采取噴霧冷卻，，固體銅的溶解也不能立刻停止，仍然有少部分的固體銅繼續(xù)溶解。 研究揭示了鋁液與固態(tài)銅接觸后，Cu5Al導(dǎo)致銅在鋁液中實(shí)現(xiàn)快速溶解機(jī)理。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，即使是對(duì)銅板進(jìn)行噴水冷卻，在銅鋁復(fù)合鑄錠內(nèi)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固。銅鋁鑄錠內(nèi)銅濃度的理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合。 實(shí)驗(yàn)確定了澆鋁法制備的銅鋁復(fù)合鑄錠復(fù)合層內(nèi)存在有Cu9Al4、CuAl2、（CuAl2+αAl）共晶、初生αAl四種相，這四種相組成Cu9Al4層、初生CuAl2+（αAl+CuAl2）共晶層、（αAl+CuAl2）共晶層和初生αAl+（αAl+CuAl2）共晶層四層組織。澆鑄溫度、銅鋁反應(yīng)時(shí)間、冷卻速度對(duì)銅鋁復(fù)合鑄錠復(fù)合層的組織組成以及復(fù)合層層數(shù)沒有影響。銅鋁復(fù)合鑄錠復(fù)合層的總厚度，隨著澆鑄溫度的升高、銅鋁反應(yīng)時(shí)間的增加、冷卻速度的變慢，呈上升的變化規(guī)律，其中Cu9Al4與初生CuAl2+（αAl+CuAl2）共晶層厚度總和只隨著冷卻速度的加快而變薄。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)澆鋁法制備銅鋁復(fù)合鑄錠時(shí)，復(fù)合層內(nèi)容易形成縮孔與縮松、在CuAl2相內(nèi)易產(chǎn)生裂紋。增加對(duì)銅板的冷卻速度，在復(fù)合層內(nèi)形成更高的溫度梯度是減少縮孔與縮松的有效方法。 復(fù)合層的抗彎強(qiáng)度與開裂前的最大撓度取決于復(fù)合Cu9Al4+初生CuAl2+（αAl+CuAl2）共晶的厚度。 以彎曲時(shí)復(fù)合層不出現(xiàn)裂紋的最大撓度為衡量指標(biāo)，確定澆鑄溫度為790℃、銅鋁反應(yīng)時(shí)間50s、噴水冷卻銅板為制備銅鋁復(fù)合鑄錠的最佳工藝。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB331

【參考文獻(xiàn)】

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1 謝建新,孫德勤,吳春京,王自東;雙金屬?gòu)?fù)合材料雙結(jié)晶器連鑄工藝研究[J];材料工程;2000年04期

2 王秋娜;劉新華;劉雪峰;謝建新;;冷拉拔銅包鋁細(xì)絲的退火工藝與組織性能研究[J];材料工程;2008年07期

3 ;Effect of High Magnetic Field on Growth Behavior of Compound Layers during Reactive Diffusion between Solid Cu and Liquid Al[J];Journal of Materials Science & Technology;2011年09期

4 劉靜;殷杰;謝佩佩;王平;;銅鋁冷軋復(fù)合薄帶熱處理工藝研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

5 虞一杰;;銅包鋁的研發(fā)與市場(chǎng)前景[J];電器工業(yè);2006年08期

6 張險(xiǎn)峰;馬軍;管新元;;銅包鋁線代替銅線作為編織屏蔽材料的可行性分析[J];電線電纜;2007年01期

7 戴雅康,楊喜山,王朔,高星斗;包覆焊接法生產(chǎn)的銅包鋁線的質(zhì)量和性能[J];電線電纜;1997年05期

8 ;Research on continuous core-filling casting forming process of copper-clad aluminum bimetal composite material[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2010年03期

9 謝世坤;夏翔;易榮喜;肖壽仁;;銅包鋁復(fù)合金屬線材的制備工藝[J];煤礦機(jī)械;2007年12期

10 吳春京,吳淵,薛志勇,秦延慶,謝建新;銅包鋁雙金屬?gòu)?fù)合材料連鑄充芯成形工藝研究[J];特種鑄造及有色合金;2004年06期

本文編號(hào)：2531387