高强极薄铜箔制造过程的质量管控要素及常见质量问题的应对分析

摘要:随着电子产品的小型化、轻薄化,对电解铜箔的厚度和性能都提出了更高的要求,厚度更薄且综合性能更强的高强极薄铜箔的研发及产业化生产已经成为我国亟需解决的重要问题。由于高强极薄铜箔的制造过程复杂且耦合性强,产品质量控制因素多且质量问题影响因素复杂,制造过程的质量稳定性控制已成为制约高强极薄铜箔产业化生产的主要瓶颈问题。因此,以电解式高强极薄铜箔制造过程为主线,对各阶段产品的质量管控要素、质量管控方式以及常见质量问题的应对方法进行了系统的分析和探讨,致力于形成系统化的领域专家经验知识,为高强极薄铜箔制造过程的质量控制及量化稳定生产提供解决对策。

铜及其合金梯度结构制备及性能研究进展

摘要:高性能铜及铜合金由于其高导电性、 高导热性、高强度、高耐蚀及可镀性、易加工性等系列优良特性而成为多个领域开发中必不可少的材料。研究发现,梯度结构的存在可有效提高铜及铜合金的强度,同时保持原有的塑性。区别于传统铜及其合金,表面细晶到心部粗晶的逐渐过渡及位错缺陷等的相互作用使梯度结构铜表现出更好的强塑性协同效应,正是这种异质性促使材料性能进一步提升。然而,基于梯度结构材料的异质性,传统铜及其合金的变形机制、制备技术及仿真模拟等并不适用于梯度结构铜及其合金,这使得梯度结构铜及其合金的实际生产应用受到极大限制。鉴于此,本文从梯度结构的制备工艺其性能改善方面综述了现有梯度结构铜及其合金的研究进展,梳理了诸多领域内梯度结构铜及铜合金材料的发展及现状, 并分析了梯度结构铜合金材料的研究趋势与应用需求。

基于CMT技术的铝合金电弧增材制造研究进展

摘要:铝合金因具有比强度高、质量轻、耐蚀性优良等性能,作为轻质高强结构材料已广泛应用于航空、航天和军工等领域。基于冷金属过渡(CMT)的电弧增材制造(WAAM)技术,由于其生产周期短、效率高、成形性能好,可避免传统铸件中缩孔、疏松、组织不均匀及晶粒粗大等问题,极大地满足了铝合金成形的高要求,得到了广泛应用。然而,WAAM由于其热循环特性,在制造件中仍然存在气孔、裂纹、不均匀变形等缺陷,对其成形质量和组织性能有较大的影响。为了消除组织缺陷,提高WAAM构件性能,近年来出现了层间轧制、高能超声、搅拌摩擦辅助等新型WAAM技术。本文以Al-Si系ZL114A和Al-Cu系ZL205A铝合金为例,从专用丝材制备、WAAM辅助技术、工艺优化与组织调控、缺陷抑制、性能提升、增材技术应用等方面对近年来国内外铝合金WAAM技术研究进展进行了综述,探讨了强韧化机理,并对其发展趋势进行了展望。

高纯度、低偏析GH4169合金研究进展

摘要:镍基高温合金GH4169镍含量高达50%以上,是一种以析出强化为主、固溶强化和晶界强化为辅的变形高温合金,在650℃以下高温环境工作时,不仅具有优异的高温强度、极高抗氧化和耐腐蚀性能,而且还具有良好的焊接性能,广泛应用于航空航天发动机等高温零部件。随着我国航空航天发动机不断的更新换代,对内燃机和发动机用镍基高温合金的高温热强性和耐候性提出了更高的要求。针对GH4169合金纯净化制备方法、焊接性能、热加工工艺和锻造等方面,系统介绍了制备技术和热加工的作用,总结了最优的熔炼技术、焊接工艺和热加工技术,分析了GH4169变形高温合金的应用和发展趋势。

精密微细线用Φ8 mm铜杆的生产技术改进和工艺参数优化

摘要:针对某公司 SCR7000连铸连轧铜杆生产线存在的一系列问题,为攻关精密微细线(Φ0.05 mm以下)系列新产品,实施铜原料均质化技术改进(铜原料表面处理、竖炉上料系统技术改进、加料时间改进)、铜液净化技术改进、氧含量优化、铸坯成型质量改进(控制冷却强度、控制浇铸温度)和轧制工艺优化后, 使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等分析表征手段对技术改进前后产品的质量进行对比, 经过阴极铜板表面处理、上料系统技术改进及竖炉燃烧工艺优化后,实现了铜液的均质化、 稳定化;通过采用多道次扒渣, 增加扒渣频次, 提高了上流槽与扒渣槽之间的密封性;通过改造下流槽、浇包结构,分别放置过滤砖,实现了铜液的进一步净化;通过将氧含量为(200~300)×10-6的铜杆作为精密微细铜线用料,减少了Cu2O共晶体弥散对铜杆性能带来的不利影响;通过将入轧工艺温度控制在830~840℃,开发的铜杆新产品生产工艺能够稳定地生产Φ0.05 mm精密微细铜线,产品得到用户的认可。

TiAl合金双辉等离子表面合金化技术研究进展

摘要:TiAl合金因其密度低、比强度高以及高温抗蠕变性能优异等特点,在航空航天等高温领域的结构部件中具有重要的应用价值。然而,750 ℃以上高温环境中TiAl合金高温抗氧化性能不足,以及部分部件在高温熔盐腐蚀及高温磨损等工况下服役寿命会缩短,此类问题均限制了TiAl 合金的工程化应用。双辉等离子表面合金化技术是在不改变材料整体性能的前提下提升其表面防护能力的重要途径。本文介绍了双辉等离子表面合金化技术的基本原理,探讨了双辉等离子单元渗、双元渗、多组元共渗以及渗层成分及结构对渗层高温抗氧化、抗熔盐腐蚀、耐高温磨损等性能的影响,最后,从理论研究、制备工艺以及工程应用角度展望了未来的发展方向。

稀土基添加剂对Mg基材料的储氢性能影响及其作用机理

摘要:Mg基材料由于具有高储氢量而被认为是一类存在良好应用前景的固态储氢材料,然而储氢动力学和热力学方面的缺陷限制了其应用步伐。已有研究表明,稀土元素及其化合物对提升Mg 基材料的储氢性能具有显著效果。本文综述了有关稀土对Mg 基材料储氢性能提升效果及其作用机制的研究进展。首先,概述了一系列稀土金属、稀土氢化物、稀土氧化物、稀土卤化物、稀土复合催化剂等稀土材料,对Mg 基材料储氢量、储氢动力学、储氢热力学和储氢循环性能的影响;其次,深入探究了稀土添加剂影响Mg 基材料吸氢和放氢过程的微观机理,重点关注稀土添加剂的晶体结构、微观形貌、化学价态演变规律,及其对Mg 基材料储氢性能的影响机理;最后,总结了本领域存在的若干问题,提出了对应的建议,并展望未来的研究趋势。

大吨位高强高导铜材料的连续化绿色生产

摘要:系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、高导热的铜基材料成份和显微组织设计提供了理论基础,并在材料学科权威期刊发表相关论文20余篇。发展出高强高导铜的大吨位、连续化、绿色制造技术,实现了全真空大吨位铬锆铜材料的规模生产,具有工艺简单、流程短,所制备的材料结构全致密、显微组织无偏析、性能均匀一致等优点。高强高导铜材料生产项目技术评估价为1500万元,采用混合实施模式(支付西安交通大学300万元现金,发明人技术入股1200万元),与陕煤集团合作成立了发明人技术入股、骨干团队现金参股的混合所有制企业。建成了一期千吨量级生产线,产品在多个国家龙头企业获得规模应用,并即将建设万吨量级生产线,对于国家高铁、芯片、发动机等多个领域关键材料的升级换代具有重要意义。

综述:近α型和α+β两相钛合金的微织构

摘要:近α和α+β两相钛合金是航空、航天关键工程领域的核心材料。提高钛合金锻件性能,特别是大型锻件的性能稳定性一直是工程领域的研究热点。钛合金锻件中普遍存在微织构,严重降低了锻件的疲劳等关键性能,是制约钛合金锻件综合性能的关键因素之一。通过优化热加工工艺提高材料晶体取向分布均匀性是进一步改善合金性能的可行手段。本文综述了钛合金锻件微织构产生原因以及潜在的负面影响,并讨论了其控制措施。最后,针对改善钛合金锻件组织均匀性进行了展望。

钛合金高质高效切削加工刀具技术

摘要:钛合金以其高比强度、优异的耐蚀性和耐热性等性能优势,在国防工业和民用领域中被广泛应用。然而,钛合金属于典型难加工材料,切削加工时温度高、切削变形和冷硬现象严重、易粘刀,导致刀具易磨损且表面质量差。目前针对钛合金加工多采用低切削用量,制约了加工质量和生产效率的提升,高质高效切削技术成为钛合金加工领域所关注的热点及难点问题。设计与优选切削刀具是实现钛合金高质高效加工的关键要素,通过刀具材料与刀具结构设计、刀具涂层制备、刀具加工状态监控和数据库开发等手段可为钛合金高质高效加工奠定技术基础,也将为研制钛合金加工的新刀具和提高刀具寿命与加工质量提供解决思路。