Al-,2-O-,3-彌散強(qiáng)化銅合金特種性能研究.pdf

1、Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金因具有高的強(qiáng)度和導(dǎo)電性能以及優(yōu)越的抗高溫軟化性能而成為備受矚目的一種工程材料，在電子、機(jī)械、航空等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，因此Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金的研制和相關(guān)性能的研究成為銅合金材料研究的熱點(diǎn)之一。為了進(jìn)一步挖掘該材料潛在的應(yīng)用價(jià)值，拓展其在載流摩擦磨損及電蝕工況條件下的應(yīng)用范圍，本文采用低成本內(nèi)氧化工藝制備了兩種不同Al2O3含量的Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金實(shí)體材料，將加工的Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金及純銅銷(xiāo)試

2、樣在HST100型載流高速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了摩擦磨損試驗(yàn)，研究了不同Al2O3含量的Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金及純銅銷(xiāo)試樣在不同的電流、速度及載荷下的摩擦磨損性能，對(duì)比了相同試驗(yàn)條件下Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金和純銅的摩擦磨損性能和磨損形貌變化，并進(jìn)行了微觀組織分析。并將兩種不同Al2O3含量的Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金工具電極與純銅工具電極在電火花機(jī)床上進(jìn)行了耐電蝕性能試驗(yàn)，研究材質(zhì)對(duì)工具電極相對(duì)消耗量、工件表面粗糙度及加工速度的影響和

3、微觀組織變化，從而揭示其電蝕機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝（即粉末內(nèi)氧化+等靜壓+大變形量熱擠壓）難以制備大體積規(guī)格實(shí)體材料的問(wèn)題，試驗(yàn)研究了Cu-Al合金型材表面內(nèi)氧化新型工藝，并研究了不同變形量對(duì)其組織和性能的影響，從而為擴(kuò)大該材料在其表面要求高的硬度、耐磨性能和抗電蝕性能等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 載流摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果表明：Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金具有比純銅更加優(yōu)越的抗摩擦磨損性能，且在試驗(yàn)范圍內(nèi)A

4、l2O3彌散強(qiáng)化銅合金的磨損率和摩擦系數(shù)均隨著Al2O3含量的增加而降低。電流、載荷和速度的增加均導(dǎo)致材料的磨損率增加，而電流的增加導(dǎo)致材料摩擦系數(shù)增大，載荷和速度的增加均引起材料摩擦系數(shù)的降低。電蝕試驗(yàn)結(jié)果表明：Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金工具電極與純銅工具電極的加工速度基本一致，而Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金工具電極的損耗和工件表面粗糙度均小于純銅工具電極，且在試驗(yàn)范圍內(nèi)Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金工具電極損耗和工件表面粗糙度均隨Al2O3含量

5、的增加而降低。Cu-Al合金平板試樣表面內(nèi)氧化試驗(yàn)結(jié)果表明：Cu-Al合金平板試樣內(nèi)氧化處理后，合金表面硬度與合金導(dǎo)電率得到大幅度提高；隨著變形量的增加，合金表面硬度值急劇升高，而合金導(dǎo)電率隨著變形量的增加則略有下降。 綜上所述，Al2O3彌散強(qiáng)化銅合金不僅具有高的強(qiáng)度和高的導(dǎo)電性能，而且具有優(yōu)越的載流摩擦磨損性能和抗電蝕性能，是電力機(jī)車(chē)導(dǎo)線(xiàn)、高壓開(kāi)關(guān)觸頭和大型發(fā)電機(jī)電電接觸元件的理想材料。同時(shí)新型表面內(nèi)氧化工藝的試驗(yàn)研究為加速