1、雙金屬層狀復合材料的實驗材料及方法陽金購層狀竄合材料是采用宜合技術便兩種物理.化學性能不同的金扉在界面上實現結合而制備的一種祈型復合材料呼1譏雖戲各層金保持各自原有特杵，但耳夏許歷的物理、化學、力學爭性陡和單一的總屆不同，硏丸發現桔心地選抒存同的金屈E和育適的復汁T藝.可獲得性能憂并的取金屬層狀見舍材料"嘰在材料性能姐合和優化利用方面突破了佚統的認識，皿著促進了材料綜含性能的提高-195（5年，MetalandControlCorp的學若首先提出了窒沮下生產層狀金瞬復合材料的2步注II藝冋：巖制處理-軋制復合-護散1M火.宜到今天訓然是生產層狀金屬眞合材科的基本工藝本實驗采用謹工藝；

2、WAeCuNiCe金為復層、TU1（無軋銅）為基休，制備岀一種新甦Ht電機用復合電接融材AgCuNiCe/TUl52-2實驗方案結合木課題所要研究境合帶材的性能*制淀究驗總休方案如圖2.1所示：禺2.1實驗總休方案Fig2.1Thegtiurdexptnmuiialpin«in2.3實驗材料與設備直流微電機換向器及電刷所用康嵌軋制復合帶材的左要工藝流程如圖2.2所示國2.2AgCuNiCeTTUULfWUfr匚藝流悝圖F1&2.2Tlierollingcladpiocew!ofAgCuNiCe/TUlcomposite實驗材料復層制備工藝見圖23.用99.99%Ag和99.9

3、6%CuNi.Ce作原料.高頻喀應爐頁空熔煉，澆鑄成扁錠，制得實AgCu6.5NiO.5CeO.5ft然后進行退火：TU1牛產方法冇真空爐熔煉技術和工頻感應爐熔煉技術，前者是克空下采用中頻無芯感應爐熔煉，得到的無氧銅純度高，但真空系統復雜產量低，成木髙.用F生產要求高的電真空無氧銅：后者是國外普遍采用的技術。TU1經整平、退火、軋制等工藝制成片材兩種材料的設訃成分見衣2.L用23Ag：uNiCe制備I:藝涼程用2.1AgCuNiCeTTUl合金的化學成分/wt%Table2.1Chemicalcomposition.ofAguNiCe/TU1alloy/wt%復合材料AgCuNiCe雜質13.

4、2實驗設備實峻過程中所用的設備及其型號見農2.2-表2.2賓驗設備Table2.2Expemuentalequipuents實驗設備巾號試鯊設族盤號四棍棍犧軋機自制金郴顯微鏡MEF4A心金隔表面清別機自制超聲波清洗機jp-oior電火花線切割機DK7725D1牛金相拋光機CKYMP-2B箱式電阻爐SX-410金相試樣懐樣機XQ-1衛機動折彎機DWJ6A型顯微硬度儀FM-ARS9000型電子探針EPMA-1720場笈妨掃描電朋(配仔EDAX能諂儀)JSM.6301FB電子力能拉伸實驗儀WDMHOV電化學測試設備Solmtron12602872.4實驗過程在整個軋制眞含生產過程中,主曼包括表面處理

5、、軋制復合和擴敢退火三個階段.241表面處理(1)組元金屈力學性能的調整AgCuNiCe與TU1的力學性能存在較大的差界，為了快組兀金屈間能達到便好的結合狀態，需要對各組兀金屆的力學件能進行適半的調整。軋制貝合復合前.須對復層和皐體組元材料進行預先熱處理.復層AgCuNiCe帶，退火工藝為：真空700-C.保溫1小時，隨爐冷卻；TU1退火工藝為：退火工藝為：真空500-C,保溫1小時，隨爐冷卻。(R人對復層AgCubJiCe和基體TU1進行軋制Z前遴行表也i處理金隔表而的淸潔度會嚴蒐彫響界面的結合性能.衣面越淸潔的兩種金屬在m性變形時越容易利尹位錯運動.內此.必須采用物理或者化學方法除去基休和

6、夏層的氧化薄膜、油漬、朵質，浄化AgCuNiCe和TU1的表潮里體和復層均采用物理方法衣面處理，步驟：首先用丙酗淸洗金騰表而：然后用淸水沖洗金屈衣而至T凈.進行烘T：最后采用單佝打虧(電動刑址涓刷機)肓到基體和夏層金屆表面出現點線狀的砂面為止采用物理方法處理表面一方而可以清潔結合而,更重要的是可通過加匸硬化在材料表面形成一層脆件薄膜，有利提高軌制后的結合強度.冷軋復合復層和基體材料表面清理后，在0.5X6mmTUl銅帶上開槽,利用軋制復合方法將AgCuNiCe合金帶績入定位椚中制備出AgCuNiCe/TUl復合坯料并在四輕赫軋機上進行軋制得到實號樣品見圖24軋制變形量控制在75%|?J2.4A

7、gCuNiCeTTUl安介材料樣品(a分射的.b分歸后)Fig2.4SamplesofAg訕lCe/TU1composite(amoiledbcul)擴散退火UJz!AgCuNiCe與基休TUI經過忙制變形后存任明汕的加匚皺化川毀余應力，結合面存在空洞、縫隙等缺陷，因此何必要進行退火處理消除這些缺陷，金屈界而備元素隨著熱處理富度和時何發生擴敢.熱處理會提高界面的結合強度，但是過度的嗆處理反麗會障低界而的結合強度，其至會降低復合帶材的其他件能.對S介帶材進行熱處理的上要11的：(1)改善材料的組織及力學性能，獲得便好的界面結臺性能。(2研宛界面結合機理、以及熱處理對復合帶材的性能影響,獲得適宜的

8、熱處理制度J木文為了研允退火制度對AgCuNiCe/TUl窟:仃帶材結合性施的診響.找出理想的退火溫度及保溫時何探窕界而微觀結介機理。-方而對室溫軋制AgCuNiCe/TUl復合帶材進行了不同溫度的擴散處理.退火溫度分別為250r.40CTC、50CTC、60LC、700*C及750E保汾時間為0.5h,隨爐冷卻：另一方面對AgCuNiCe/TUl詢軋制復合試樣進行不同時何擴散處理.迅火溫度選為4009、6OOX?及700C.保溫時fii0.51k2h.3.511.隨爐冷卻.為減少在高溫下退火時復含界面發生氧化，影響界面的組織成分.采用真空封管見圖父5所示（佩氣保！然后進行退火處理.ra2J5

9、AgCuNiCefTUl復合帝材H空時管Fig2.5ThevncuumsealedASuNiCe/TU1compositesheet2.5界面微觀組織分析及性能檢測微觀組織分析2.5.1.1金相分析磨制不同界面金相試樣，在光學顯微鏡卜觀察試樣統熱處理后界面組織形貌和晶粒變化規律，了解不同溫度.不同時間的熱處理制度對界而微觀組織結構和界而形級的彩響.對AgCuNiCe/TUl以含試樣.采用6%H2O3:25%NH3.H20=L1的腐刻劑,腐刻時何為30s左:右;或者30%雙氧化:25%M水:蒸18水=1:1:1,腐刻10秒斥右：復層AgCuNiCe/z：和TU1層被松蝕.通過光學顯微鏡觀察腐刻的

10、試樣.選取界面處有代表性的區域拍照,放大倍數為200、500和1000®晶粒尺寸測塑利用SISCIAS8.0金相軟件,釆用截線眩測呈了結合面兩側一定范用內的晶粒尺寸.対毎一個試樣選取至少5個不同的視域測啟3次，計算出每組數據的晟大值和平均值.251.3掃描電鏡觀察采用SEM對熱處理后的界而微觀組織進行觀坯,探討軋制復臺階段界面結合機理，并利用能譜儀(EDAX)對界而及基體、復層微區成分進行測左；并對£1描界面形貌照像，以了解不同亙合工藝及熱處理制度對界Illi結合狀態的杉響。251.4X-射線衍射分析采用金屬研尤所fi<jMimflex型X射紈衍射儀對復層和基體組織結

11、構及物相成分進疔分析.熒得試樣表1(11的點陣常數帶材性能測試2.5.2.1彎曲性能測試按照GB235-S8：*金屬反更殍曲實驗方法(厚度小丁或等I3mm酒板及苗材)”的婆求設計實驗，試樣沿確直于軋制方向截取然后處用反復殍曲的方法檢測復合帶材的結合性能"旦合帶材向右(左)彎曲90°再彎Illi90-H到原處為一次彎曲，燃后再向左(右)彎曲90°,再彎回原處稱為第一次巧曲.血到復合帶材發生斷稷為止.實程設備如圖2.6®所示.復合板失效形式如圖2.6(b)所示.記錄試樣結合而斷裂時的反復彎Illi次數，以表征試樣界面的結含性能。支摩夠曲柱夾塊彎血1»

12、;轉功中心分層彳(»丈撿設備(»丈撿設備(b)夏ft失效圖2.6反如曲實驗示恿陽顯微硬度測試對AgCnNiCe/TUl超合試樣的AgCuNiCe層與TU1側妹休進行竈微維氏硬度測試，載W10g.加載30S也可允許測量范IW內對35個點進行測雖后取其平均值.繪制磧度1111線。拉伸性能測試材料的強度和m性捋標nJ通過電子萬能拉伸實驗機在盲溫壞境下進行拉伸實驗測存。拉伸曲絨可在試驗機上門動繪制出.不實驗主耍對不同更火溫度和時間下圾合帶材抗拉強度和延伸率進行測試，分析斷口形貌，進而分析不冋熱處理工藝対AgCuNiCe/TU1復合帯材力學性能的恥響。導電性能測試電阻率是常用來表示電附持性的物理雖，做電機中電刷和轉換器導電性能的強弱可以直接通過電阻率的大小進行評價。當電刷材料輸送的電流較小時，若電刷材料的電阻率也絞小，則電刷材料在工作時的溫升就比較緩慢,敢熱量就牧小.可提高電刷壽命。閑此對微電機中的電刷和轉換耦而育，電阻率是眞耍的件能指標2因此仃必