异步轧制铜/铝复合板界面结合强度研究

对不同异步速比条件下铜/铝复合板界面结合强度和剥离形貌进行了研究,分析了轧制变形区界面正应力、剪切应力以及等效应变对复合板结合强度的影响机制。结果表明:随异步速比的增加,铜/铝复合板界面的剥离强度先增大后减小,且在异步速比为1. 15时达到最大值34. 2 N·mm-1。从剥离形貌来看,异步速比为1. 15时复合板剥离界面上黏着的铝脊数量和面积达到最大,且异步速比大于1. 15时,剥离面黏着的铝屑明显增加。模拟结果分析发现:随着异步速比的增加,界面处的等效应变和剪切应力均逐渐增大,可有效促进金属间的结合效果。当异步速比大于1. 15时,轧制变形区出口侧的剪切应力急剧上升,对结合界面造成一定的破坏作用,因此复合板的剥离强度随异步速比的增加,呈先上升后迅速下降的变化趋势。     

两道次轧制对铜/铝复合板结合性能的影响

为了研究总压下率相同时单道次轧制和两道次轧制对铜/铝复合板结合性能的影响,采用SEM观察界面过渡层的微观组织形貌,采用EDS分析了过渡层的物相成分,通过剥离实验对两种不同方式制得的复合板的结合强度进行了分析。结果表明,在总压下率相同时,两道次轧制复合板的过渡层比单道次轧制的更宽;两道次轧制复合板过渡层中的硬脆化合物少于单道次轧制的;两种轧制方式制得的复合板结合强度比较接近,但是两道次轧制复合板结合的稳定性较好。因此,在满足首道次结合的前提下,采用两道次轧制不仅可以得到与单道次轧制结合强度相近的复合板,而且还能降低对设备的要求。     

铜/铝/铜轧制复合板的退火工艺研究

研究了低温长时间和高温短时两种退火工艺对铜／铝／铜轧制复合板的成型性能及界面结合强度的影响,讨论了退火强化现象没有出现的原因。结果表明,退火处理不能提高铜／铝／铜轧制复合板的结合强度,只能改善复合板的成型性能。铜／铝轧制复合板宜采用高温短时退火制度,退火温度选择580～625℃,时间控制在10min以内,此工艺得到的铜／铝轧制复合板综合性能最佳。     

冷轧铜/铝复合板横向界面结合强度研究

研究了冷轧铜/铝复合板横向界面结合强度,运用有限元方法模拟了铜/铝复合板结合界面处中性面位置的法向应力和金属的横向流动速度,通过单道次冷轧制备了55%～75%压下率的铜/铝复合板,研究了复合板的结合强度、界面和剥离界面。结果表明,在同一压下率下,从复合板边部到中部,结合界面处中性面位置的法向应力显著增大,金属的横向流动速度逐渐减小;结合界面处中性面位置的法向应力和边部金属的横向流动速度随压下率增大而逐渐增大;55%～75%压下率时,中部界面平直、光滑,边部界面出现缩孔和裂缝。冷轧铜/铝复合板中部结合强度比边部高。     

退火温度对铜/铝/铜复合板结合性能的影响

采用冷轧复合法制备Cu/Al/Cu 3层复合板,研究不同退火温度对Cu/Al/Cu复合板结合性能的影响。采用光学显微镜(OM)及扫描电镜(SEM)观察界面过渡层的微观组织形貌,采用EDX分析界面物相成分,采用室温拉伸实验检测结合界面的结合强度。结果表明,退火温度越高,界面扩散层越明显,扩散层厚度越大,增长的速度越快;随着温度升高,复合界面处生成金属间化合物Cu_9Al_4、CuAl_2和CuAl。退火温度达到550℃时,界面层还会生成Cu_4Al_3和Cu_3Al_2。界面的结合强度随着退火温度的升高先上升后下降,最后趋于稳定。冷轧复合法制备的Cu/Al/Cu复合板最佳退火温度为350℃。     

轧制参数对钛/铝轧制复合板的结合强度和剥离面SEM形貌的影响

研究了钛/铝的轧制复合工艺对轧后结合强度和剥离面形貌的影响。试验结果表明,钛的变形程度是控制结合强度和剥离面形貌的主要因素;轧制时铝的温度对结合也有重要的影响。在钛和铝的热轧复合中并存着3种结合机制。     

铜/铝/铜复合板异步轧制变形行为有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了铜/铝/铜复合板异步轧制成形弹塑性有限元模型,将有限元模型仿真结果同实际轧制实验结果进行对比,证明有限元模型的准确性。通过对异步轧制变形区进行分析和研究发现,在相同条件下,与同步轧制相比,异步轧制可以有效地减小轧制正应力,并增大后滑区摩擦应力;异步轧制搓轧区可以促进复合板结合界面的金属流动,在其他轧制条件相同的情况下,压下率越大,搓轧区越小,异步速比越大,搓轧区越大;靠近快速辊一侧结合界面铜板的等效应变要大于靠近慢速辊一侧结合界面铜板的等效应变,中间铝板的等效应变大于两侧铜板。随着异步速比的增大,复合板结合界面上两种金属的等效应变的差距逐渐缩小,变形将会更加协调,有利于增强复合板的结合强度。整体研究对铜铝复合板制备工艺的优化提供了理论依据。     

剥离法测定铜-铝复合板的结合强度

通过对复合材料结合强度不同测试方法的分析比较,设计了一种在拉伸试验机上进行90°剥离的复合板结合强度测量装置,分析了装置的结构特点,研究了装置测量的稳定性和测量误差。结果表明,该装置结构简单、使用方便、对试样制备要求低、测量结果再现性好。通过对6组300℃保温4h试样的剥离强度测量结果比较,发现测量过程再现性较好;对250℃保温12h试样进行剥离强度重复测试,剥离力相对测量误差为3.1%,满足测量要求。     

冷轧铜铝复合板结合界面速度场分析

文章通过有限元速度场研究了冷轧铜铝双层板的复合过程,将该过程中金属的变形特征进行了分析,同时,将有限元计算结果与某工厂数据相结合,分析了轧制速度、压下率、异径同步、异径异步对铜铝双层板复合的影响。研究表明,速度场模型能够更有效地说明铜铝板的复合过程;轧制速度越大,变形区出口处复合面金属流动的同步性越差,复合强度越低;压下率越大, 变形区出口处复合面金属流动的同步性越强,复合强度越高;异径同步轧制铜铝复合板时,辊径比取1.4~1.6,变形区出口处复合面金属流动的同步性越较好,复合强度较高;异径异步轧制铜铝复合板时,轧制速比取1.2,变形区出口处复合面金属流动的同步性越较好,复合强度较高。     

退火温度对异步轧制铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响

研究退火温度对异步轧制法制备的铜/铝复合板界面组织及力学性能的影响,采用SEM观察界面组织形貌,结合EDX、XRD分析界面物相成分,采用显微硬度和室温拉伸实验表征复合板的力学性能。结果表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板界面形变储能较高,退火温度为400℃时界面扩散明显;随着退火温度的升高,复合界面先后生成金属间化合物CuAl2、Cu9Al4、CuAl相,界面撕裂位置位于金属间化合物之间;界面层的显微硬度比基体的高,这是因为受到硬脆性化合物和高温软化的共同影响;退火温度越高,复合板抗拉强度越低,断裂伸长率越大。研究表明,异步轧制法制备的铜/铝复合板最佳退火温度为400℃。     

焊接速度对铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头的影响

采用搅拌摩擦焊接(friction stir welded,FSW)对铝铜层状复合板进行了焊接,研究了焊接速度对焊接接头组织与性能的影响。结果表明,铝铜复合板搅拌摩擦焊接接头在焊缝区域内铝铜金属呈层状分布,随焊接速度增大,焊核区铝与铜晶粒尺寸逐渐减小。在焊接速度为95 mm/min时,铜层接头平均显微硬度达到88 HV0.2,为铜母材的71.96%。在焊接速度为47.5 mm/min时,铝层接头平均硬度可达到35 HV0.2,高于铝母材显微硬度,并且焊接接头的抗拉强度为115.22 MPa。随着焊接速度的增大,抗拉强度和伸长率降低,拉伸试样断口微观形貌以解理断裂为主。     

界面处理方法对不锈钢/铝多层复合板结合强度的影响

金属基复合材料具有较高的比刚度、比强度、耐磨性和高温性能,是一种高性能先进材料,在航空、航天、汽车等领域有良好的应用前景.而其复合界面的结合机制对其性能是最为关键的因素.对不锈钢/铝复合板轧制界面处理的化学方法和机械处理法进行对比试验,通过对不同界面处理方法得出的复合界面微观形貌的观测,得出机械处理方法更有利于提高复合板的结合强度.     

退火工艺对镁铝轧制复合板的影响

对不同退火温度和退火时间处理的镁铝复合板进行显微组织观察、能谱分析和硬度测量。结果表明：退火处理后,复合界面上生成了新的扩散层,随着退火温度升高,结合层和扩散层的厚度增加,晶粒变大, 随着退火时间的增加,结合层的厚度先上升后下降,而扩散层的厚度一直在上升,晶粒变小。扩散层厚度过大时,该区域内组成物质主要是脆硬相的金属间化合物,结合层和扩散层分别生成了Al12Mg17和Al3Mg2,复合界面成为脆性结构,复合强度反而降低。 350 ℃下60 min退火处理为较理想的退火工艺。     

工艺参数对挤压铜/铝复合板静水压力的影响

利用Deform-3D软件对双坯料隔离挤压焊合铜/铝复合板成形过程进行了模拟,获得了工艺参数对变形通道内和焊合面上的静水压力的影响规律。结果表明:从变形体与挤压杆接触的端面至挤出板的区域沿挤压方向静水压力值越来越小;随着挤压速度的增大或坯料初始温度的降低,变形通道和焊合面上的静水压力值升高,且其随挤压速度变化呈近线性;但在800～850℃时,静水压力值变化不明显,而在低于800℃和高于850℃时,静水压力值分别陡升和陡降。     

冷轧铜铝复合板结合界面速度场分析（英文）

通过有限(FEM)元速度场研究了冷轧铜铝双层板的复合过程,将该过程中金属的变形特征进行了分析,同时,将有限元计算结果与某工厂数据相结合,分析了轧制速度、压下率、异径同步、异径异步对铜铝双层板复合的影响。结果表明,速度场模型能够更有效地说明铜铝板的复合过程;轧制速度越大,变形区出口处复合面金属流动的同步性越差,复合强度越低;异径同步轧制铜铝复合板时,辊径比取1.4~1.6,变形区出口处复合面金属流动的同步性越好,复合强度较高;异径异步轧制铜铝复合板时,轧制速比取1.2,变形区出口处复合面金属流动的同步性越好,复合强度较高。     

厚度配比对轧制Cu/Al复合板拉剪强度的影响

拉剪强度是评价轧制双金属复合板质量的重要指标,受材料属性、厚度配比、轧制速度、轧制温度和压下率等多种因素影响。以轧制10 mm厚度的Cu/Al复合板为例,通过数值模拟和实验方法分析了厚度配比对搓轧区长度以及拉剪强度的影响规律,模拟结果表明,搓轧区长度随Cu厚度占比的增大而增大,轧制Cu/Al复合板拉剪强度的实测结果显示,随着Cu厚度占比的增大,拉剪分离面铜侧垂直于轧向的裂纹增多,拉剪强度提高。在Cu厚度占比为50%时,拉剪分离面铜侧裂纹最多,搓轧现象最为明显,搓轧区长度和拉剪强度均达到峰值。研究内容可为高强度双金属复合板的制备提供参考。     

铜—铝爆炸焊接—轧制复合板及其应用

介绍了厚６ｍｍＴ２在铜板和厚３２ｍｍＬ２铝板爆炸焊接－轧制的联合工艺，复合板焊缝性能的测定结果以及在华加日铝业有限公司８０００ｔ／ａ产有铝材表面生产线上的应用情况。     

轧制温度和轧制方式对镁铝复合板组织性能的影响

采用六辊轧机在不同轧制温度和轧制方式下制备了镁铝复合板,并对轧后试样进行显微组织观察和力学性能测试。结果表明,镁铝复合板的结合强度随轧制温度的升高先升高后降低,在350℃时,复合板结合强度达到峰值。不对称轧制搓轧区有剪切变形,复合界面上的变形更为剧烈,并对基体材料AZ31镁合金的晶粒细化与均匀性有着明显的作用,板材边部的晶粒不仅被压扁而且还会被拉长呈现长条状。在确定的最佳轧制工艺350℃进行不对称轧制,制备的镁铝复合板屈服强度可达153MPa,抗拉强度达230MPa。