銅包鋁導(dǎo)電排低壓充芯與軋制工藝研究.pdf

1、銅鋁復(fù)合導(dǎo)電體由于其具有低成本、質(zhì)輕和較高導(dǎo)電率等特性獲得廣泛運(yùn)用，但目前銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電體的各種生產(chǎn)工藝?yán)碚撨€不完善，都存在各種不足。本論文采用低壓充芯工藝制備銅鋁復(fù)合棒，再經(jīng)軋制制備銅包鋁導(dǎo)電排，研究了銅管防氧化膜的沉積時(shí)間、銅管預(yù)熱溫度、鋁液充芯溫度、凝固壓力，以及軋制溫度、下壓量、速度、道次對(duì)銅鋁界面反應(yīng)、過(guò)渡層厚度、相組成、結(jié)合強(qiáng)度及導(dǎo)電體電阻率的影響。通過(guò)有限元模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了軋制過(guò)程中的溫度場(chǎng)和軋制力的變化。<

2、br>　　低壓充芯試驗(yàn)表明，充芯前采用90℃左右K2ZrF6過(guò)飽和溶液冷卻沉積5min制備的防氧化膜能夠有效防止銅管在預(yù)熱過(guò)程中被氧化;當(dāng)充芯過(guò)程采用0.2MPa-0.5MPa二次增壓時(shí)，制備出的銅包鋁棒缺陷較少;鋁液充芯溫度對(duì)銅鋁界面過(guò)渡層厚度的影響不明顯，銅管的預(yù)熱溫度對(duì)鋁向銅側(cè)的擴(kuò)散有比較明顯的影響;隨著預(yù)熱溫度提高，界面金屬間化合物含量增多，界面過(guò)渡層厚度增大;結(jié)合XRD和化學(xué)成分分析，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散層中的金屬間化合物主要有CuAl2

3、和Cu3Al4，其中在銅側(cè)優(yōu)先生成CuAl2，其含量較多。當(dāng)界面處金屬間化合物含量增加時(shí)，界面結(jié)合強(qiáng)度下降。但當(dāng)界面處存在孔隙類(lèi)缺陷時(shí)，缺陷對(duì)界面結(jié)合強(qiáng)度的影響將占主導(dǎo)地位。
　　軋制過(guò)程雖然使原子進(jìn)一步擴(kuò)散，但對(duì)于銅包鋁棒內(nèi)部缺陷的減少有著促進(jìn)作用。比較相同低壓充芯參數(shù)的銅包鋁棒軋制前后，銅包鋁導(dǎo)電排的界面結(jié)合強(qiáng)度和導(dǎo)電性能均高于銅包鋁棒。軋制試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)軋制溫度為400℃時(shí)，界面結(jié)合強(qiáng)度和電導(dǎo)率最好。一次軋制下壓量超過(guò)40

4、％會(huì)導(dǎo)致樣品開(kāi)裂;隨著壓下量從10％增加到30％，樣品中的氣孔，縮孔等缺陷減少，缺陷結(jié)合界面產(chǎn)生機(jī)械結(jié)合和冶金結(jié)合，界面電阻率下降，結(jié)合強(qiáng)度上升。隨著軋制道次由1增加3，界面結(jié)合強(qiáng)度上升，電阻率下降;軋制道次大于3后，界面開(kāi)始出現(xiàn)裂紋等缺陷，隨著軋制速度從0.3m/s增加到0.7m/s時(shí)，界面結(jié)合強(qiáng)度上升，電阻率下降;軋制速度大于0.7m/s后，界面缺陷急劇增加，結(jié)合強(qiáng)度下降，電阻率上升。
　　軋制的有限元模擬表明，銅管溫度的下降