Cu-Fe-Cu疊層復(fù)合材料制備工藝與性能研究.pdf

1、Cu/Fe/Cu疊層復(fù)合材料，包含了具有良好力學(xué)性能、高導(dǎo)磁性的純鐵和具有優(yōu)異電導(dǎo)性能的無氧銅兩種材料，此類復(fù)合材料在航天航空、電子電器以及軍工等領(lǐng)域?qū)碛蟹浅V闊的應(yīng)用前景。
　　 目前國(guó)內(nèi)對(duì)于銅鐵銅疊層復(fù)合材料的報(bào)道較少，本研究選取電工純鐵與無氧銅為組元材料，采用軋制復(fù)合和擴(kuò)散焊復(fù)合兩種工藝制備銅鐵銅疊層復(fù)合材料，同時(shí)運(yùn)用有限元分析手段模擬軋制復(fù)合過程，為后期工藝選取提供理論指導(dǎo)。本研究主要得出以下結(jié)論:
　　 (1

2、)采用Abaqus有限元模擬軟件對(duì)Cu/Fe/Cu進(jìn)行冷軋復(fù)合數(shù)值模擬計(jì)算，獲得了在軋制過程中其應(yīng)力、應(yīng)變以及層厚的變化情況;最大應(yīng)力在首道次80％壓下率時(shí)出現(xiàn)在鐵層，并且其界面出現(xiàn)非常嚴(yán)重的彎曲現(xiàn)象;數(shù)值模擬冷軋后銅鐵層的數(shù)值模擬變化情況與實(shí)驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)的變化趨勢(shì)大體上是一致的。
　　 (2)采用首道次壓下率為70％-80％冷軋工藝，并且軋后采用700℃、保溫30min的退火工藝，可獲得具有最佳綜合力學(xué)性能的銅鐵銅軋合件，其抗拉

3、強(qiáng)度可達(dá)到385MPa，而界面抗剪切強(qiáng)度達(dá)到358MPa。
　　 (3)采用擴(kuò)散焊方法制備銅鐵銅疊層復(fù)合材料，獲得最佳的力學(xué)性能的工藝參數(shù):壓力為10MPa，溫度為850℃，保溫時(shí)間為45min，其剪切強(qiáng)度可達(dá)到213MPa。
　　 (4)軋制復(fù)合的復(fù)合機(jī)理是在大的軋制力作用下，銅鐵表層產(chǎn)生破裂露出新鮮金屬，兩種金屬相互嵌入彼此基體從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合，從軋制復(fù)合件斷口分析屬于韌性斷裂，復(fù)合界面出現(xiàn)較大的彎曲現(xiàn)象。