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。

铝水解-聚合形态及机理研究进展

摘要:铝水解聚合形态长期以来是分析化学、材料科学、农业科学、地球化学、环境科学和生物毒理学等众多领域研究的前沿。 铝形态主要分为3种形态: 单体羟基形态、聚合羟基形态、溶胶或凝胶形态。 现今主流铝形态分析研究方法有Al-Ferron逐时络合比色分光光度法、27Al核磁共振(27Al NMR)法和电喷雾电离质谱(ESI-MS)。 铝聚合形态中Keggin结构的聚十三铝(Al13)、聚三十铝(Al30)形态具有高正电荷密度和高稳定性等优点,对无机高分子混凝剂开发具有重要意义。 本文介绍了铝水解形态分布、铝形态主要分析方法以及铝水解聚合机理,总结和归纳了Al13和Al30形态的形成机理及其应用,并对铝水解-聚合未来研究方向进行了展望。

TAExplorer:影响钛合金性能的关键因素可视化探索

摘要:钛合金具有高强度,优秀的耐腐蚀性和耐热性等特点,因此被航空航天、化工和医疗等领域广泛应用。由于钛合金的性能取决于它的结构特征,不同应用领域对于钛合金性能的要求不尽相同,专家们一直致力于通过试验试错方法来设计和获得具有目标性能的新材料,以及寻找影响钛合金性能的工艺因素。然而钛合金的制作工艺复杂,时间成本过长,利用传统方法来找到合适的材料非常困难。目前基于机器学习的方法被引入并用于材料预测,但是为领域专家设计的、能够对机器学习模型进行直观性能比较和分析的学习工具却很少。为此提出基于钛合金的交互式可视化分析系统TAExplorer,可以为专家提供多方面的参考。该系统采用多方面的可视化方案,旨在从各个角度进行分析,例如特征分布、数据相似性、模型性能以及结果呈现。专家们通过实际实验室试验进行了案例研究,最终结果证实了该系统的有效性和实用性。

高性能大型铝合金铸造技术现状及展望

摘要:铝合金材料在航空航天领域占据重要地位,且航空航天铸件朝着精密、薄壁轻质化、结构一体化及高性能方向发展。了解并掌握大型铝合金复杂产品制造技术至关重要。铸造工艺在大型复杂薄壁产品领域具有明显优势,本文系统梳理了大型复杂铝合金铸件生产中的瓶颈问题,并归纳了大型铝合金铸件国内外研究现状。从铸件材料、熔体处理、热处理、组织调控及铸造生产装备等方面总结分析了其研究现状,为高性能、高精度大型铝合金铸件的开发及应用提供相应的解决思路。针对未来大型铝合金复杂铸件制造技术的发展,从现有应用材料和新型高强铝合金的角度出发进行了展望。

钛合金无缝管制备技术研究现状与进展

摘要: 钛合金无缝管因具有优异的综合性能而在航空航天、船舶、石油化工等领域得到重要应用。目前, 钛合金管材产量已占据钛产品产量的20%, 在我国需求用量也越来越大, 在钛及钛合金市场中占据重要的地位。然而, 钛合金无缝管的制备对设备要求高、工艺复杂, 不同类型钛合金无缝管的制备具有不同的工艺路线和工艺参数。重点对采用挤压和斜轧穿孔制备不同类型钛合金无缝管坯, 以及对管坯进一步轧制、旋压、特种锻造加工制备成品管材的方法和研究进展进行了归纳和评述, 以期为制备钛合金无缝管选择合适的方法提供参考。

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。

铜及铜合金的导电性能与抗氧化性能研究进展

摘要:随着微电子器件微型化与高密度集成化的快速发展,高性能铜基微细丝凭借优异的传导性能被广泛应用于集成电路引线键合。然而,铜基键合线在存储以及服役过程中易受环境中的氧侵蚀形成Cu2O/ CuO 氧化层,导致界面接触电阻升高,严重影响电子元器件的使用寿命和稳定性。本文从导电性能优化、导电机理研究、抗氧化性能实验研究、改善抗氧化性能方法以及抗氧化机理等方面综述了铜及铜合金的导电性能和抗氧化性能的研究进展。基于铜及铜合金成分设计、加工工艺改善抗氧性能和导电性能对比分析,提出了当前存在的问题,展望了利用微量稀土元素与涂镀工艺协同提升铜及铜合金微细丝抗氧性能与导电性能的应用发展前景。

高性能Cu-Ni-Si系合金研究现状及发展趋势

摘要:先进铜基材料具有广阔的市场及良好的发展前景。相比于Cu-Be, Cu-Fe-P, Cu-Cr等合金而言,Cu-Ni-Si系合金具有高强度、较高的导电率、良好的抗高温软化、抗应力松弛性能及低廉的价格等优点,广泛应用于机械制造、航空航天、 交通运输、电子和电气工程等工业领域。本文首先介绍了Cu-Ni-Si系合金的发展现状,并从产品性能及产业化方面论述了国内外存在的差异。该合金发展趋势主要是朝着先进高强高导弹性铜合金方向发展,核心挑战是在提升强度的同时保持甚至提高导电性能,并且由于服役环境的复杂化及服役时间的延长,对于材料服役性能的可靠稳定性也提出了更为严苛的要求。最后从成分设计、加工及形变热处理工艺、 时效析出行为、服役性能等方面综述了Cu-Ni-Si系合金的研究现状,并针对目前该材料存在的不足,展望了高强度高导电铜合金的未来发展趋势。

超高导电铜基材料的研究现状与展望

摘要: 超高导电铜是指导电性能优于国际退火铜标准的一类铜材料,其在机械、电子和电力等领域具有广阔的应用前景。综述了超高导电铜的研究现状,介绍了纯铜、铜合金和铜基复合材料3类超高导电铜体系,其中,最有望实现大规格超高导电铜的材料体系是在铜基体中加入碳纳米管或石墨烯等碳纳米材料。随后,指出了现阶段超高导电铜基复合材料制备存在的3个关键问题: 良好的电学接触界面、优化复合材料的构型和实现碳纳米材料良好的结构/本征性能与均匀分散的协同。基于这3个关键问题,介绍了铸造、电解共沉积、化学气相沉积法、粉末冶金法等一系列有望制备超高导电铜基复合材料的方法,并总结了其优缺点。最后,对超高导电铜未来发展趋势进行了展望。

钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究

摘要: 采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时,存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题,为此,开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先,从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性,找出了影响超声滚压加工性能的相关因素; 然后,采用ABAQUS 有限元软件建立了钛合金材料的仿真模型,分析了超声滚压对残余应力的影响及强化机理; 最后,设计了钛合金工件的超声滚压实验,研究了不同参数指标对工件加工质量的影响,并根据实验结果对仿真模型和残余应力结果进行了验证。研究结果表明: 随着静载荷和超声振幅的增加,工件表面残余应力分布相对均匀且趋于平稳,表面粗糙度呈现先降低后增加的趋势,表面硬度随强化层深度的增加逐渐降低; 在振幅为20μm时,工件表面质量和性能相对较好,此时残余应力均值为849MPa,表面粗糙度均值为0.1μm。该实验结果与仿真分析结果一致,验证了所建模型的可靠性,可为滚压制造工艺参数的选取提供参考。