第一章 绪论 1
第一节 金属基复合材料简介 1
1.金属基复合材料分类 1
2.金属基复合材料特点 4
3.金属基复合材料制备工艺 5
4.金属基复合材料研究历史及现状 9
第二节 金属复合线材 11
1.常见的几种金属复合线材 11
2.复合线的结构特点及其应用 13
3.铜包铝复合线材及母排 14
4.铜包铝复合材料的制备工艺 16
5.铜包铝线工艺技术的研究现状与发展前景 23
第三节 双金属复合材料连铸技术的研究现状及其进展 26
1.用连续铸造法制备梯度材料 26
2.电磁控制双金属连铸工艺 27
3.CPC法和ESS LM法 29
4.复合线材的铸拉工艺 31
5.反向凝固连铸工艺 31
6.电渣熔铸生产复合双金属材料 32
7.采用双结晶器形式的双金属复合材料连铸工艺方法 33
第四节 铜包铝复合材料产业背景及意义 35
1.产业背景 35
2.产业化意义 36
第五节 小结 37
参考文献 37
第二章 充芯连铸复合工艺数值模拟及其工艺规律 46
第一节 铜铝双金属棒坯连续铸造过程数值模拟的方案设计 46
1.充芯连续铸造工艺的过程分析 46
2.数学模型及其离散化 51
3.凝固的潜热处理 52
4.气隙的处理 53
第二节 程序介绍 53
第三节 数值计算结果及其分析 61
1.复合坯形成过程的温度变化特征 61
2.正交实验 65
3.工艺优化结果 67
第四节 充芯连续铸造工艺制备铜包铝复合坯的复合机制探讨 68
1.扩散结合 68
2.工艺因素对中间结合层的影响 70
第五节 小结 75
参考文献 76
第三章 充芯连铸法制备铜包铝棒坯工艺设计 77
第一节 充芯连铸法介绍 77
1.工艺原理 77
2.工艺流程 79
第二节 流程设计及设备制造 80
1.连铸机的机械部分 80
2.金属的熔炼及浇注方案 81
3.坩埚的设计 89
4.结晶器的设计 95
5.连铸坯的牵引机构 98
6.测控系统 99
7.冷却装置 101
第三节 小结 102
参考文献 102
第四章 铜包铝充芯连铸工艺研究 104
第一节 工艺试验中重点解决的问题 104
第二节 充芯连铸复合工艺制备铜包铝棒坯的可行性试验 104
1.铜棒坯的试拉 105
2.包覆金属管的试拉过程 106
3.铜包铝棒坯的试拉试验 109
第三节 铜液翻滚与氧化的抑制 117
第四节 外层铜管表面质量的改善 119
1.裂纹的形成机制分析 120
2.外层铜管出现表面横裂的原因 121
3.工艺参数对固-液界面位置的影响 121
4.工艺参数对铜管表面质量的影响 126
5.连铸铜管的试验和工艺的优化 127
第五节 铜包铝复合棒坯过渡层厚度的控制 130
1.铝和铜的结构与性能特点 130
2.铝液和铜棒反应过程的模拟试验 131
3.连铸过程热平衡分析 133
4.结晶器石墨衬套的改进 135
5.铝液的净化及浇注温度的控制 135
6.二次冷却水的设置 137
7.芯管的设计及芯管内温度场的分析 139
第六节 铜包铝复合棒坯连铸试验及工艺参数的优化 140
第七节 小结 142
参考文献 143
第五章 气压顶出铜包铝充芯连铸 145
第一节 工艺方案 145
1.工艺原理 145
2.工艺方案 145
第二节 气压顶出铜管的拉拔 149
第三节 气压顶出铜包铝复合铸坯的拉拔 153
第四节 小结 156
参考文献 157
第六章 复合棒坯的组织分析及性能试验 158
第一节 不同复合情况的宏观组织对比 158
第二节 不同复合情况的微观组织分析 158
1.铜铝界面的金相组织及线扫描结果 159
2.铜铝界面的物相分析结果 162
第三节 不同复合情况的剪切试验 164
第四节 生成的化合物对后续加工的影响 167
第五节 气压顶出铜包铝复合棒坯的组织分析及性能试验 168
1.复合层分析 168
2.剪切试验 169
3.微观组织分析 171
第六节 小结 172
参考文献 172
第七章 铜包铝线的成形工艺及组织分析与性能测试 174
第一节 静液挤压工艺 174
1.静液挤压法的基本原理 174
2.工艺参数的确定 175
3.铜包铝复合棒坯的挤压制品 177
第二节 拉拔工艺 179
1.拉拔的特点与影响因素 179
2.拉拔的特点 179
3.影响拉拔力的因素 180
4.拉拔配模 181
5.拉拔时的润滑 183
6.拉拔制品 184
第三节 加工制品的组织分析 184
1.挤压拉拔后的截面变化 184
2.挤压拉拔制品的宏观组织对比 185
3.挤压拉拔制品的微观组织对比 185
4.挤压尾部的组织分析 188
第四节 铜包铝复合线材的物理性能测试 191
1.显微硬度测试 191
2.导电性能 194
3.力学性能 194
第五节 小结 196
参考文献 196
第八章 铜包铝复合材料复合机制及界面形成机制 198
第一节 金属复合材料的复合机制及其研究进展 198
1.复合机制的研究内容 198
2.界面研究的主要理论及界面分类 200
3.属包覆复合材料的复合机制研究内容及其手段 200
第二节 充芯连铸铜包铝界面形成机制 202
1.铜包铝的界面组织分析 202
2.铜包铝界面形成机制 205
3.铜包铝固液界面形核热力学 212
4.铜铝固液界面形核动力学 215
第三节 小结 218
参考文献 219