層狀金屬?gòu)?fù)合材料固-液鑄軋成形技術(shù)及裝備

462 編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng) 來(lái)源：燕山大學(xué)

2024-07-02 17:09:41

成果簡(jiǎn)介：

銅/鋁、鋼/鋁、鈦/鋼、鋼/銅等層狀復(fù)合材料是現(xiàn)代技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要新材料，由于其兼具兩種不同金屬材料的性能優(yōu)勢(shì)，成為節(jié)約貴金屬、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化和提升材料綜合性能的有效途徑，可滿(mǎn)足在多場(chǎng)甚至極端服役條件下應(yīng)用需求。爆炸復(fù)合和固相軋制復(fù)合是目前工業(yè)常用的成形工藝，但在生產(chǎn)覆層金屬厚度薄、組元塑性差異懸殊的復(fù)合材料時(shí)，往往會(huì)遇到諸多難以突破的技術(shù)問(wèn)題。

本課題組在傳統(tǒng)雙輥鑄軋技術(shù)基礎(chǔ)上，發(fā)明了一系列層狀金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝技術(shù)及配套裝備，實(shí)現(xiàn)了層狀金屬?gòu)?fù)合板、復(fù)合管(棒)、網(wǎng)狀纖維增強(qiáng)復(fù)合板等先進(jìn)復(fù)合材料的高效短流程制備問(wèn)題。

隨著軍用和民用領(lǐng)域?qū)訝罱饘購(gòu)?fù)合材料的需求日益增加，該項(xiàng)技術(shù)具有廣闊應(yīng)用前景。

應(yīng)用案例：

(1)利用該工藝制備的Cu/Invar/Cu 三明治層狀復(fù)合板，兼具因瓦合金(又稱(chēng)低膨脹合金、殷鋼)低膨脹系數(shù)特點(diǎn)和銅合金高導(dǎo)熱性特點(diǎn)，可用于電子封裝材料;

(2)利用該工藝制備的“1XXX/3XXX/1XXX”等組合三明治鋁合金復(fù)合板，兼具組元防銹、熔點(diǎn)差異及良好塑性等特性，可制備釬焊用料、汽車(chē)水箱帶等鋁合金層狀復(fù)合材料。

(3)利用該工藝制備銅包鋼或銅包覆鋼絞線(xiàn)等層狀復(fù)合材料，可作為高鐵地貫線(xiàn)等高導(dǎo)電材料。

研發(fā)背景

層狀金屬?gòu)?fù)合材料是復(fù)合材料的一個(gè)重要分支，由于其兼具兩種或以上不同金屬材料的性能優(yōu)勢(shì)，形成了集功能和結(jié)構(gòu)為一體的獨(dú)特綜合性能，是節(jié)約貴金屬和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的有效途徑，成為近年新型材料成形領(lǐng)域的國(guó)際研究熱點(diǎn)。隨著軍用和民用領(lǐng)域?qū)訝罱饘購(gòu)?fù)合材料需求的不斷增加，亟待開(kāi)發(fā)新的短流程制備工藝，以適應(yīng)組元組合多樣化和產(chǎn)品高端化的要求，力爭(zhēng)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本和擴(kuò)大產(chǎn)品規(guī)格。

作用原理

層狀金屬?gòu)?fù)合材料固-液鑄軋成形工藝是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種短流程新工藝，它以雙輥鑄軋技術(shù)為基礎(chǔ)，將固相金屬帶材與液體金屬同時(shí)喂入鑄軋機(jī)輥縫，在高溫和壓力共同作用下實(shí)現(xiàn)兩種組元金屬界面的有效結(jié)合。

市場(chǎng)分析

熱能領(lǐng)域中，采用銅鋁復(fù)合板作為集熱器的太陽(yáng)能熱水器，集熱效率高且單位面積有色金屬的消耗量減少約20%，此外，兼具耐壓、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

電子行業(yè)中，鋁基覆銅箔層壓板已成為汽車(chē)、摩托車(chē)、電視機(jī)、電子元器件理想的印刷電路板，具有熱阻小、散熱性好、易于機(jī)械加工、電磁屏蔽性好、板材平整、尺寸穩(wěn)定、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。

電力行業(yè)中，銅鋁復(fù)合板常用來(lái)作供電部位的導(dǎo)電板和銅鋁母線(xiàn)排的過(guò)渡接頭，導(dǎo)電性能穩(wěn)定、電能損耗低、使用壽命長(zhǎng)，且價(jià)格低廉。

聲明：

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