【摘 要】
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电磁脉冲粉末压实技术是通过将电能转化为机械能,再将机械能转化为压实粉末的变形能的技术,适用于制造高致密度材料的粉末压实技术,具有效率高,冲击力强的特点。铜钛合金的优势在于强度高、硬度高、弹性好,以及良好的耐热性、耐疲劳性,耐腐蚀性和高温应力抗阻性能,广泛应用于电子器件,包括载流簧片、插接件、继电器触点等。本文通过电磁脉冲粉末压实技术对铜钛合金从合金粉末的制备、压制、烧结等过程中不同工艺参数对试样的
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电磁脉冲粉末压实技术是通过将电能转化为机械能,再将机械能转化为压实粉末的变形能的技术,适用于制造高致密度材料的粉末压实技术,具有效率高,冲击力强的特点。铜钛合金的优势在于强度高、硬度高、弹性好,以及良好的耐热性、耐疲劳性,耐腐蚀性和高温应力抗阻性能,广泛应用于电子器件,包括载流簧片、插接件、继电器触点等。本文通过电磁脉冲粉末压实技术对铜钛合金从合金粉末的制备、压制、烧结等过程中不同工艺参数对试样的密度,硬度,微观结构以及拉伸和压缩强度的影响进行研究分析。首先,对电磁脉冲压制Cu-TC4合金的工艺参数进行研究,分析放电能量对Cu和Cu-3TC4压坯的微观组织和力学性能的影响。结果表明,当放电能量增大时,颗粒的变形程度增大,压坯的密度、显微硬度、拉伸和压缩强度逐渐增大。当放电能量增大到20 k J时,纯铜和Cu-3TC4的密度分别达到8.67 g/cm~3和8.38g/cm~3,接近致密。并且探究了在放电能量为20 k J时,不同TC4含量对Cu-TC4压坯性能的影响,结果表明TC4颗粒的加入使得压坯硬度增大,但是压坯密度,拉伸强度和压缩强度明显降低。TC4含量的增加,对铜基体的割裂作用增强,阻碍了粉末的流动,导致压坯内部孔隙增大,使得密度减小。然后,利用MSC.Marc有限元仿真软件对不同放电能量下Cu-3TC4压坯的变形行为进行分析,结果表明,不同放电能量下压坯的相对密度,等效应力,等效应变均呈现上表面到下表面逐渐减小的梯形分布,压坯上半部分呈现中间向边缘位置逐渐增大,下半部分呈现边缘向中间逐渐增大的趋势,并且随着放电能量的增大,压坯各部位的相对密度逐渐递增。最后,通过高温真空烧结压坯来探究不同烧结温度和TC4含量对试样的致密度、微观结构、显微硬度、拉伸和压缩强度的影响。结果表明当烧结温度为800℃时,压坯的质量较好。当TC4含量从3%增加到6%时,由于较大含量的TC4对铜基体的割裂作用增强,在烧结中阻碍铜粉的流动和扩散,导致相对密度、力学性能均有所降低。结果表明当放电能量为20 k J,烧结温度为800℃时,TC4含量为3%的铜钛合金的性能最佳,其相对密度为97.3%,硬度为141.6 HV0.5,拉伸强度为192 MPa。
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