铜钢爆炸复合板

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铜铝爆炸复合材料界面及性能分析

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铜铝爆炸复合材料界面及性能分析

发布日期:2018-04-14 作者: 点击:

    铜和铝都是良好的导体材料,在电力、电子、电器等领域具有非常广泛的应用。地壳中的铜含量占0.01%,随着铜资源的不断短缺,上世纪六、七十年代就提倡“以铝代铜”的方针,现在则是以铝节铜。铜铝爆炸复合板材料不仅仅具有铜材的导电导热性好的优点,同时具有铝材的质量轻、耐腐蚀、美观和经济等优点。铜铝复合材料加工方法很多,作为电力系统过渡联接金具,DL/T346标准规定,铜和铝的连接可以采用摩擦焊、闪光焊、钎焊、爆炸焊接等焊接方式或铜铝过渡复合片。


    铜铝复合是异种材料连接,由铜铝二元相图可知,铜和铝在固态下存在多种金属间化合物,如CuAl2、CuAl、Cu2Al、Cu3Al2等,在焊接过程中产生的金属间化合物,对接头力学性能和导电性能都有影响。本文从组织到成分到性能分析铜铝爆炸复合材料的优劣,并将其与不同复合工艺下铜铝复合材料做对比,从而为优化过渡线夹及金具构件的制造工艺及推广提供理论依据。由试验可知,铜铝爆炸复合材料的界面具有波状特征。界面两侧发生了一定距离的塑性变形并且界面处硬度最大,随着离界面距离的增大,硬度由大到小过渡到母材硬度。界面处存在明显的前漩涡和不明显的后漩涡,漩涡中的成分为CuAl和CuAl2,硬度值较大。界面处形成了厚度约为13μm的扩散层。波浪状界面比平直界面多了机械咬合作用,故力学性能上优于轧制、钎焊、扩散焊、闪光焊的平直界面。界面成分上,轧制界面的成分为铜铝固溶体,“轧制+退火”界面的成分为铜铝固溶体和金属间化合物43lCuA。钎焊界面为钎料层。闪光焊界面形成了金属间化合物Al4Cu9。扩散焊界面成分为铜铝的固溶体和金属间化合物94lCuA和43CuAl。


    爆炸复合界面化合物主要为CuAl和CuAl2。根据电阻率从小到大的顺序,CuAl2CuAl43CuAlAl4Cu9。故在界面成分上,爆炸复合界面对导电性损耗小于其他工艺。不同复合工艺下的阻抗大小排序如下:扩散焊试样钎焊试样闪光焊试样“轧制+退火”试样轧制试样爆炸焊试样。可以看出爆炸焊试样电阻率具有优势。发生腐蚀的可能性为轧制最大,大小顺序为轧制试样钎焊试样“轧制+退火”试样爆炸焊试样扩散焊试样闪光焊试样。腐蚀电流为扩散焊的最小,即扩散焊最耐腐蚀。其耐蚀性大小顺序为扩散焊试样闪光焊试样爆炸焊试样“轧制+退火”试样轧制试样钎焊试样。综上所述,铜铝爆炸复合试样和轧制、扩散焊、钎焊、闪光焊试样对比,在导电性、力学性能和耐腐蚀性上都具有一定的优势。能够为铜铝过渡金具及构件的节能、安全服役提供较好的技术保障。

     当然了,除了铜铝爆炸复合板,还有铜钢爆炸复合板,所以,只有根据具体情况,具体对待。

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