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高强高导铜基复合材料在现代电子技术和电工领域具有广阔的应用前景,因而成为铜合金研究的热点之一。本文介绍了铜基复合材料的研究概况以及国内外关于铜铬(铜钒)合金的制备工艺,综述了材料的等径角挤压技术以及高强高导铜基复合材料的应用。
等径角挤压(EqualChannelAngularPressing简称ECAP)技术由于能够制备出大尺寸致密的亚微米级或纳米级材料而日益受到人们的重视。利用ECAP技术可以获得良好的晶粒细化效果,大大改善结构材料的性能。到目前为止,国内外尚未见研究Cu-Cr、Cu-V二元合金等径角挤压的报道,因此采用ECAP方法对Cu-Cr、Cu-V二元合金进行挤压加工。在此基础上,通过采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、显微维氏硬度计、电子拉伸试验机等方法,研究了室温下Cu-Cr、Cu-V二元合金ECAP及组织性能,并对ECAP塑性变形机制进行了讨论。
对于Cu-TM二元合金室温ECAP加工行为的研究发现:Cu-Cr合金中Cr%为7.5%和11.25%时ECAP加工的晶粒细化效果最为明显,Cu-V合金中V%为3.75%时的ECAP加工情况最好。相同试样在Ф=90°,Ψ=20°的变形模具上进行ECAP加工时其晶粒细化程度优于在Ф=120°,Ψ=60°的ECAP加工情况,Cu-Cr合金的ECAP晶粒细化程度优于Cu-V合金。ECAP后试样各面的显微维氏硬度值均有不同程度的增加;试样纵截面的硬度明显优于横截面的硬度;试样各个侧面之间的硬度基本接近,特别是经过四道次ECAP加工后,4个侧面的硬度非常接近,这跟本实验采用Bc装料方式有关。
利用大型有限元软件MARC建立ECAP模型进行加工过程模拟,发现在ECAP工艺中模具两角之间的部分是变形的主要区域,这与ECAP实验后试样截面两端硬度值较大,中间部分硬度值较小这一现象相吻合。