文献综述
1.研究背景
随着现代科学技术的进步和发展,社会各领域对材料性能的要求不断增加。与此同时,在铜资源日益减少,铜的价格不断攀升的背景下,开发新的铜合金材料是大势所趋,而铝的价格低于铜,在我国有较多储备,并且铜/铝层状复合板由于同时具备铜和铝的特点,表现出优异的内在和外在特性,如耐腐蚀性、耐磨性和优异的导电、导热性。且铜铝复合板材能满足服役部件的轻量化的目的,因此,被广泛的应用到汽车、航空航天、医疗仪器、船舶、电力等领域。
目前金属复合板的制备方法分为固固复合法,固液复合法和液液复合法,其中扩散焊接法压力较小,不产生宏观塑性变形,结合强度较低,适合焊接后不再进行加工的精密零件。而爆炸复合法噪音大,安全隐患大,生产效率低,不利于精确控制。铸轧复合法温度高,易氧化,双金属熔点不同,易发生熔损。挤压拉拔法连续性较差,适用于金属复合管、棒、线材。基于以上各方法的优缺点,轧制复合法已经成为一种大趋势。
2.研究现状
首先,针对工业生产中常用的商业级纯铜,杨莹等[1]开展微尺度拉深成形试验如图一所示,研究了不同退火热处理工艺参数对微塑性成形的影响,发现冷轧状态纯铜薄板如图二所示在微拉伸试验后易出现制耳并拉裂;而经过退火热处理的纯铜薄板则可顺利成形。这说明材料的热处理工艺参数决定了材料的晶粒尺度和形态,对微塑性成形工艺过程和成形质量有着重要的影响。
图一 经不同热处理工艺后微拉伸成形形貌
图二 冷轧纯铜板料微拉伸特征
在制备方面,朱明涛等[5]采用铜铝固-液复合法与铸轧工艺成功的制备了Cu-Al复合板并对其界面处的组织和化学结构进行了分析。最终发现界面层是由铜原子与铝原子的相互扩散而形成,而且铜铝之间存在一条明显的界限,两侧接触良好,在利用能谱仪对铜铝界面进行能谱线扫描分析后发现,如图三分布图所示,铜和铝的浓度在两侧最高,在向界面层扩散的过程中不断降低,直到在对方区域浓度降到最低为零。
图三 铝和铜的浓度分布
