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铜铝复合板铸轧工艺优化及实验分析

材料导报 2019年第10期33卷 1706-1711页

作者：田捍卫王爱琴谢敬佩苌清华刘帅洋河南科技大学材料科学与工程学院洛阳471023 有色金属共性技术河南省协同创新中心洛阳471023

本工作以水平式双辊铸轧机为研究对象,基于ANSYS Workbench平台的Fluent模块,用层流模型、凝固和融化模型处理,并用JMatPro软件获取1050Al的热物性参数,建立了铜铝复合板带铸轧过程的二维稳态有限体积模型。用正交模拟法研究了走坯速度... 详细信息

本工作以水平式双辊铸轧机为研究对象,基于ANSYS Workbench平台的Fluent模块,用层流模型、凝固和融化模型处理,并用JMatPro软件获取1050Al的热物性参数,建立了铜铝复合板带铸轧过程的二维稳态有限体积模型。用正交模拟法研究了走坯速度、铝液浇注温度、铸轧区长度和铜带预热温度对铝液液相率分布的影响,并分析了速度迹线和温度场的分布规律。结果表明,铝液凝固受铸轧区长度和走坯速度影响较大,整体温度分布主要受铜带预热温度影响,并得出正交模拟参数优化范围为:走坯速度0.5～1.5 m·min^(-1)、浇注温度963～1 023 K、铸轧区长度65～80 mm、铜带预热温度300～673 K。选择走坯速度0.5 m·min^(-1)、浇注温度973 K、铸轧区长度80 mm、铜带预热温度300 K、铜带初始厚度2 mm进行铸轧实验,该铸轧工艺条件下铜铝复合板界面冶金结合状态良好,通过线扫描和能谱分析确定了金属间化合物Al_2Cu的存在。

关键词：铜铝复合板铸轧工艺数值模拟正交分析凝固点

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铜铝复合板界面相生长行为

材料热处理学报 2017年第11期38卷 28-33页

作者：吕世敬谢敬佩王爱琴毛志平刘帅洋田捍卫河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 有色金属共性技术河南省协同创新中心河南洛阳471023 郑州大学物理工程学院河南郑州450001

采用铸轧法制备了铜铝复合板,利用SEM,EDS和XRD等分析手段研究了其在300~500℃热处理0.5~8 h下界面层的微观结构和物相成分,从扩散动力学和相变热力学角度探讨了界面相的形成和长大机制。结果表明:铸轧法生产的铜铝复合板界面为3层结构... 详细信息

采用铸轧法制备了铜铝复合板,利用SEM,EDS和XRD等分析手段研究了其在300~500℃热处理0.5~8 h下界面层的微观结构和物相成分,从扩散动力学和相变热力学角度探讨了界面相的形成和长大机制。结果表明:铸轧法生产的铜铝复合板界面为3层结构,从铜侧到铝侧依次为Al_4Cu_9层、AlCu层和Al_2Cu层;各界面层扩散系数与温度满足Arrhenius关系,Al_4Cu_9层、AlCu层、Al_2Cu层及整个界面层的生长激活能分别为119.789,94.986,89.259和102.084 k J/mol;在扩散动力学和相变热力学共同作用下,界面处Al_2Cu相最先生成,其次为Al_4Cu_9相,随后在两者之间生成AlCu相。

关键词：铜铝复合板界面相扩散动力学相变热力学

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铜铝复合板界面组织和性能研究

特种铸造及有色合金 2014年第2期34卷 198-200页

作者：路王珂谢敬佩王爱琴王文焱张银娣河南科技大学材料科学与工程学院

对固-液法制备的铜铝复合板进行不同工艺的轧制并进行300℃×4h退火处理,测定了复合板的抗拉强度、伸长率、界面剥离强度及电导率,利用金相显微镜和扫描电镜等分析了结合界面的组织形貌,研究了轧制及退火工艺对结合界面扩散层组织和复... 详细信息

对固-液法制备的铜铝复合板进行不同工艺的轧制并进行300℃×4h退火处理,测定了复合板的抗拉强度、伸长率、界面剥离强度及电导率,利用金相显微镜和扫描电镜等分析了结合界面的组织形貌,研究了轧制及退火工艺对结合界面扩散层组织和复合板性能的影响。结果表明,轧制后形成的CuAl2相降低了复合板的剥离强度和电导率,退火处理可促进结合界面原子互扩散形成Cu9Al4,改善复合板的性能,同时电导率也得以提高。

关键词：铜铝复合板结合界面剥离强度电导率

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铜铝复合板的拉深变形行为

材料热处理学报 2021年第6期42卷 22-28页

作者：刘哲王爱琴谢敬佩陈瑶王项河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 有色金属共性技术河南省协同创新中心河南洛阳471023 洛阳铜一金属材料发展有限公司河南洛阳471023

对轧制态及退火态铜铝复合板进行了室温拉伸试验,得到了其不同变形速度下的强度和塑性性能数据,计算了其不同变形速度下的应变硬化指数n值,以得到其优化的拉深速度。分别在无润滑、20号机油润滑以及聚丙烯薄膜润滑3种条件下对两种状态... 详细信息

对轧制态及退火态铜铝复合板进行了室温拉伸试验,得到了其不同变形速度下的强度和塑性性能数据,计算了其不同变形速度下的应变硬化指数n值,以得到其优化的拉深速度。分别在无润滑、20号机油润滑以及聚丙烯薄膜润滑3种条件下对两种状态的铜铝复合板进行拉深试验,测量变形后的极限拱顶高度H,观察分析缺陷位置以及界面层演变规律。结果表明,经300℃×2 h退火处理后的铜铝复合板在拉深速度为7 mm/min时的拉深成形性能更优,聚丙烯薄膜润滑可以大大提高板料的拉深成形性能。

关键词：铜铝复合板界面层拉深变形极限拱顶高度

热处理对冷轧铜铝复合板材界面扩散层结构的影响

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材料研究学报 2014年第7期28卷 528-534页

作者：左晓姣袁晓光黄宏军刘欢沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110780

用SEM、TEM、微区XRD等手段分析了复合板界面扩散层的形貌和结构,研究了热处理工艺对冷轧铜铝复合板材界面扩散层结构的影响,讨论界面扩散层形成规律。研究表明,冷轧铜铝复合板经过扩散热处理后,在复合界面形成具有扩散性质的界面层,随... 详细信息

用SEM、TEM、微区XRD等手段分析了复合板界面扩散层的形貌和结构,研究了热处理工艺对冷轧铜铝复合板材界面扩散层结构的影响,讨论界面扩散层形成规律。研究表明,冷轧铜铝复合板经过扩散热处理后,在复合界面形成具有扩散性质的界面层,随着热处理时间的延续,界面扩散层由最初的单层逐渐生长为三层,进一步延长热处理时间,界面层的层数不变,厚度略有增加;界面层含有q(Al2Cu)相、h2(AlCu)相和g2(Al4Cu9)相等金属间化合物;界面扩散层结构为:铝侧的Al-Cu固溶体与q(Al2Cu)相复合层、h2(AlCu)相层和铜侧的Cu-Al固溶体与g2(Al4Cu9)相复合层。

关键词：金属材料铜铝复合板热处理扩散层金属间化合物

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铸轧铜铝复合板界面演变规律研究

材料导报 2019年第10期33卷 1702-1705页

作者：谢敬佩刘哲王爱琴吕世敬毛志平刘帅洋田捍卫河南科技大学材料科学与工程学院洛阳471023 有色金属共性技术河南省协同创新中心洛阳471023 郑州大学物理工程学院郑州450001

采用铸轧法制备了铜铝复合板,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段考察了界面微观形貌和物相成分,分析了轧制和退火过程中界面的演变过程。结果表明,热处理过程中的界面演变过程主要包括过饱和固溶体形成、金属间化合物形... 详细信息

采用铸轧法制备了铜铝复合板,利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等分析手段考察了界面微观形貌和物相成分,分析了轧制和退火过程中界面的演变过程。结果表明,热处理过程中的界面演变过程主要包括过饱和固溶体形成、金属间化合物形核析出、金属间化合物沿界面横向相连、界面层增厚四个阶段。剥离过程中界面沿CuAl_2层开裂,随着退火时间的延长,剥离面形貌由撕裂棱和沟槽转变为撕裂平台和裂纹。轧制过程中界面层发生脆性断裂,纯铜和纯铝挤入裂缝形成直接接触区域。随着轧制压下率的增大,铜铝直接接触区域所占比例增大,破碎的界面层以尺寸较小的碎块状嵌在纯铜和纯铝之间,且碎块与界面之间呈一定夹角分布。

关键词：铜铝复合板界面结构界面相界面演变规律

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铜铝复合板的加工方法及应用

热加工工艺 2011年第12期40卷 107-110页

作者：杨永顺杨栋栋河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471003

介绍了目前铜铝复合板的加工方法及应用,分析了各种加工工艺的优缺点。指出轧制复合法和爆炸复合法的生产技术较为成熟,是目前铜铝复合板常用的生产方法。铸轧法和模铸复合法等方法,因其耗能低、工艺简单和效率高而成为未来重要的发展... 详细信息

介绍了目前铜铝复合板的加工方法及应用,分析了各种加工工艺的优缺点。指出轧制复合法和爆炸复合法的生产技术较为成熟,是目前铜铝复合板常用的生产方法。铸轧法和模铸复合法等方法,因其耗能低、工艺简单和效率高而成为未来重要的发展方向。

关键词：铜铝复合板加工方法轧制复合法爆炸复合法

铜铝复合板等通道转角挤压模具设计及数值模拟

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锻压技术 2021年第1期46卷 136-141页

作者：张智敏潘健怡陈宇星李锦浩邝先霖华南理工大学广州学院机械工程学院广东广州510800

为了深入研究通过挤压成形制备铜铝复合板的工艺方法,利用等通道转角挤压(ECAP)方法工艺与设备简单的优点,设计了一套可拆卸、可更换模具转角的实验模具方案。利用HyperXtrude对铜铝复合板的等通道转角挤压过程进行数值模拟,分别选取模... 详细信息

为了深入研究通过挤压成形制备铜铝复合板的工艺方法,利用等通道转角挤压(ECAP)方法工艺与设备简单的优点,设计了一套可拆卸、可更换模具转角的实验模具方案。利用HyperXtrude对铜铝复合板的等通道转角挤压过程进行数值模拟,分别选取模具转角为0°,15°,30°,45°和60°的5组方案进行了模拟与分析,对铜铝复合板在等通道转角挤压过程中的压力、应力场张量、速度场分布进行了探讨。结果表明:转角从0°变化至60°,压力从186.1 MPa下降至141.5 MPa;当转角为45°时,金属流动速度最为均匀。

关键词：铜铝复合板等通道转角挤压模具压力速度场

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铜铝复合板热挤压成形工艺

河南科技大学学报（自然科学版） 2011年第6期32卷 1-3页

作者：杨永顺杨栋栋杨明郭俊卿河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003 河南科技大学河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室河南洛阳471003

利用铜、铝金属塑性和焊接性较好的特点,研究铜铝复合板的生产工艺。提出一种热挤压成形工艺,并设计加工出模具。通过实验挤压出铜铝复合板,并对其复合界面进行分析和电导率测试。结果表明:热挤压法生产的铜铝复合板的电导率达到92%IACS... 详细信息

利用铜、铝金属塑性和焊接性较好的特点,研究铜铝复合板的生产工艺。提出一种热挤压成形工艺,并设计加工出模具。通过实验挤压出铜铝复合板,并对其复合界面进行分析和电导率测试。结果表明:热挤压法生产的铜铝复合板的电导率达到92%IACS,具有很好的导电性能,复合界面原子扩散明显,焊接效果较好。该工艺简单,成本低,具有较好的研究意义。

关键词：铜铝复合板成形工艺原子扩散电导率