水平连铸直接复合成形铜包铝复合材料的组织与性能.doc

苏亚军１ 刘新华１ 吴永福１ 黄海友１ 谢建新１ 王连忠２ 董晓文２ （１．北 京科技大 学 材料先进制备技术教育部重点实验室 ；２．烟 台 孚 信 达 双 金 属 股 份 有 限 公 司 ） 摘 要 研究了水平连铸直接复合成形铜包铝棒材的制备工艺和组织性能及退火处理对界面层塑性的影响。 结 果 表 明， 采用水平连铸直接复合成形法在芯管长度 Ｌ＝２１０ ｍｍ、铜铸造温度ｔＣｕ＝１２３０ ℃ 、铝铸造温度ｔＡｌ＝７７０～８５０ ℃ 、一次冷却 水流量Ｑ１ ＝６００Ｌ／ｈ、二次冷却水流量 Ｑ２ ＝６００～８００Ｌ／ｈ、平均拉坯速度ｖ＝６０～８７ ｍｍ／ｍｉｎ 的可行工艺窗口 下 能 够 制 备 出 直径为３０ｍｍ、铜包覆层厚度为３ｍｍ、质量良好的铜包铝复合棒材。 在退火温度为５３０ ℃ 、保温时间为５０ｍｉｎ的工艺条 件下，退火处理后可明显改善界面层的塑性。 铜包铝复合棒材的???拉强度和伸长率分别为８０～９４ ＭＰａ和１８％ ～３１％ 。 关键词 铜包铝；水平连铸直接复合成形；制备工艺；组织结构 中图分类号 ＴＧ２４９．７；ＴＧ１４６．１１；ＴＧ１４６．２１ 文献标志码 文章编号 １００１－２２４９（２０１１）０９－０７８５－０６ Ａ ＤＯＩ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２０１１．０９．００１ ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｏｐｐｅｒＣｌａｄｄｉｎｇＡｌｕｍｉｎｕｍ ＲｏｄＦａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＣｏｒｅ－ｆｉｌｌｉｎｇＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣａｓｔｉｎｇ ＳｕＹａｊｕｎ１，ＬｉｕＸｉｎｈｕａ１，ＷｕＹｏｎｇｆｕ１，ＨｕａｎｇＨａｉｙｏｕ１，ＸｉｅＪｉａｎｘｉｎ１，ＷａｎｇＬｉａｎｚｈｏｎｇ２，ＤｏｎｇＸｉａｏｗｅｎ２ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄ ＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ；２．ＹａｎｔａｉＦｉｓｅｎｄＢｉｍｅｔａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｓ ｗｅｌｌａｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｐｐｅｒｃｌａｄｄｉｎｇａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｏｄｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｃｏｒｅ－ｆｉｌｌｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｎｅａ－ ｌｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆＣＣＡｒｏｄｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｒａｂｌｅｑｕａｌｉｔｙｃｏｐｐｅｒｃｌａｄｄｉｎｇａ－ ｌｕｍｉｎｕｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｏｄｗｉｔｈ３０ｍｍｉｎｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄ３ｍｍｉｎｓｈｅａｔｈｔｈｉｃｋｎｅｓｓｃｏｕｌｄｂｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｐｒｏ－ ｄｕｃｅｄｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ２１０ ｍｍｉｎ ｍａｎｄｒｅｌｌｅｎｇｔｈ，ｌｉｑｕｉｄｃｏｐｐｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ１２３０ ℃，ｌｉｑｕｉｄａｌｕｍｉ－ ｎｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ７７０～８５０ ℃，ｆｉｒｓｔｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒｖｏｌｕｍｅｏｆ６００ Ｌ／ｈａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｖｏｌｕｍｅｏｆ６００～８００Ｌ／ｈａｓｗｅｌｌａｓａｖｅｒａｇｅｐｕｌｌｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆ６０～８７ｍｍ／ｍｉｎ．Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃａｎｂｅｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｗｉｔｈａｎｎｅａｌｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔ５３０ ℃ ｆｏｒ５０ｍｉｎ．Ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅｃｏｐｐｅｒｃｌａｄｄｉｎｇａｌｕｍｉｎｕｍｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｏｄｒｅａｃｈ８０～９４ ＭＰａａｎｄ１８％～３１％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＣｏｐｐｅｒＣｌａｄｄｉｎｇＡｌｕｍｉｎｕｍ ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＲｏｄ，ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＣｏｒｅ－ｆｉｌｌｉｎｇＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣａｓｔｉｎｇ，Ｆａｂ－ ｒｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ，Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 铜 包 铝 （ＣＣＡ：ＣｏｐｐｅｒＣｌａｄｄｉｎｇ Ａｌｕｍｉｎｕｍ）双 金 属层状复合导体材料具有电导率较高、耐蚀性较好、密 度较低、容易连接、性价比高等特点，在信号传输、电力 输送和特 种 电 磁线制造等领域获 得 越 来越 广 泛的 应 用［１～４］。 铜包铝复合导体材料的制备方法较多，但实现了较 广泛工 业化应 用的主要有轧制压 接 法［５］和 包 覆 焊 接 法［６］。这两种方 法