CuSn10P1合金晶间偏析对拉伸断裂行为的影响及变形机制

在室温和拉伸速度1 mm·min^(-1)的条件下,对两种不同晶间偏析程度的CuSn10P1合金进行了单向拉伸试验。结果表明,半固态合金抗拉强度和断后伸长率相比液态合金分别提高30.7%和378.7%。在拉伸过程中,两种材料的裂纹都是沿晶间和α相高锡过渡层扩展,但是半固态CuSn10P1合金具有更优异的力学性能。这主要归因于半固态CuSn10P1合金具有较少的晶间组织、更细小的晶粒尺寸和更高的Sn元素固溶度。断裂后,在半固态CuSn10P1合金的α相高锡过渡层区域发现了变形孪晶,说明其变形机制由滑移机制向孪生机制转变。

CuSn10P1合金薄壁轴套挤压铸造组织均匀性及性能研究

分别采用液态挤压铸造和半固态流变挤压铸造成形CuSn10P1合金薄壁轴套,对轴套组织均匀性和拉伸力学性能进行了研究。结果表明,半固态挤压铸造CuSn10P1合金轴套组织中物相尺寸和形态分布均匀性显著提高;半固态铸造组织显著细化和球化,基体相内部锡元素固溶度得到显著提高;δ和Cu_(3)P脆性物相分布于高锡含量的细小α相之间;半固态挤压铸造薄壁轴套的抗拉强度和伸长率较液态挤压铸造轴套分别提高了26%和318%。

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%~70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm^(2),相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小.CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,Sn元素主要分布于富Ag相和周围的锡青铜相中.

Preparation and Properties of Bilayer Composite Materials of Cu-coated Fe and CuSn10

Bilayer composite materials of Cu-coated Fe and CuSn10 containing 0%,5%,10%,15%,20%,25%,30%,35%,40%,45%,50%Cu-coated Fe were prepared in mesh belt sintering furnace.Microscopic pore morphology of materials was observed,bending strength was tested.Results show that,There is a good bonding between Cu-coated Fe and CuSn10,with the increase of Cu-coated Fe content from 0%to 50%,bending strength of bilayer composite materials increases.

CuSn预合金对金属粉末选区激光烧结过程及烧结体质量的影响

研究了CuSn预合金对Cu基金属粉末和Ni基金属粉末选区激光烧结的影响。结果表明,对于Cu-CuSn-CuP和Ni-CuSn-CuP两类合金粉末,通过合理控制激光工艺参数(特别是激光功率和扫描速率),能顺利实现粉末烧结成形,且无明显的“球化”效应和翘曲变形。对于Cu-CuSn-CuP合金,由于结构金属Cu的熔点相对较低,在一定的工艺条件下,可以通过调整CuSn的配比,得到致密的显微组织均匀的烧结件;而对于Ni-CuSn-CuP合金,结构金属Ni的熔点相对较高,虽然也可以得到较为致密的烧结件,但其微观组织存在明显的不均匀性。

CuSn15和Fe对无压烧结金刚石工具胎体性能的影响

本文将Fe粉,Cu Sn15液相添加到自行制备的超细合金粉A中通过无压烧结制备金刚石工具的胎体试样块,研究了不同含量的Fe粉,Cu Sn15液相对胎体的相对密度、硬度及抗弯强度的影响。结果表明:在烧结温度为875℃、保温时间为60 min的无压烧结工艺下,添加不同含量的Cu Sn15液相及Fe粉对胎体的烧结力学性能有着重要的影响。含Cu液相的最佳添加量为7%(本文所有含量为质量分数,下同),Fe粉的最佳添加量为10%,此时,胎体的相对密度为98.46%,硬度(HRB)为101.5,抗弯强度为1 103.82 MPa。

扩散CuSn10粉末烧结膨胀行为及影响因素的研究

采用雾化Cu粉和Sn粉为原料,通过调整原料粒度,利用扩散工艺制备了4组CuSn10粉末,将粉末分别压制成轴承生坯进行烧结,研究了轴承的烧结膨胀行为,并分析了原料粒度变化对烧结膨胀行为的影响。结果表明,4组轴承样品烧结后都发生了尺寸膨胀,原因主要有:雾化粉末呈近球形,压制后总孔隙率少;富Sn区熔化后产生液相,由于Cu、Sn互溶,液相Sn扩散渗入Cu粉内部,造成Cu的晶格变大,使Cu粉颗粒体积增大,同时在Sn颗粒原有位置形成空位;液相渗入Cu粉颗粒之间,使其颗粒间距增加;压坯的闭孔中存在气体,随着烧结温度的提高,闭孔内部气压增大,造成体积膨胀。CuSn10烧结膨胀率随原料粒度的增大而增大,Sn粉粒度对CuSn10烧结试样膨胀率的影响约是Cu粉的3倍。

球形化处理铜锡粉末制备CuSn10含油轴承

以电解铜粉和锡粉为原料,通过高能球磨机进行预混,并采用球形化工艺对所制得的铜锡混合粉进行表面整形,以改善颗粒表面形貌及性能,然后通过压制、烧结工艺制得烧结青铜含油轴承。分析不同处理条件下的颗粒形貌和烧结轴承表面形貌,测定复合粉末的流动性、松装密度,以及烧结青铜含油轴承的密度、含油密度、开孔隙率、径向和轴向伸长率、布氏硬度和压溃强度(RCS)。结果表明:随球形化处理时间的延长或处理转速的提高,颗粒球形化程度提高,粉末流动性得到改善,烧结含油轴承含油率均可达到18%以上,压溃强度随粉末球形化处理时间延长或转速的提高而升高。球形化工艺中转速3 000 r/min,处理时间15 min时,可获得最佳的处理效果,烧结青铜含油轴承含油密度为6.68 g/cm3,开孔隙率为22.45%,压溃强度为220.8 MPa。

CuSn20粉末烧结体的微观分析及力学性能研究

为了研究CuSn20粉末经不同温度热压烧结后,其烧结体的微观相组成及其宏观力学性能与微观组织之间的关系,将两种不同的CuSn20粉末分别在三种烧结温度下热压烧结。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等分析手段对烧结样品进行微观分析,运用硬度计和万能材料实验机测得样品的硬度和抗弯强度。结果显示:两种粉末的烧结体都主要包含富铜相α固溶体和α+δ共析体两种相,其中δ共析体是一种硬脆相,其质量分数随温度的升高先增大后减小。两种烧结体的硬度也随温度的升高先增大后减小,而抗弯强度随温度的升高是不断减小的。

高速电气化铁道用CuSn合金接触线成形工艺研究

以实际应用为基点,开发适用于高速电气化铁道的CuSn合金接触线,并对其不同的成形工艺进行了系统研究。通过分析、比较所得成品线的综合性能差异,最终确定了CuSn合金接触线的最佳成形工艺。结果表明,CuSn合金接触线的最佳成形工艺为上引连铸→连续挤压→连续轧制→连续拉拔;其抗拉强度为538 MPa,伸长率为12%,电阻率为0.023 60Ω·mm^2/m,反复弯曲次数为9次,扭转圈数为11圈。综合性能均已达到或超过TB/T 2809-2005标准的要求,满足高速电气化铁道的使用要求。

Fe-C-MoS_2/CuSn合金基复合材料的研究

应用粉末冶金技术制备了烧结Fe-C-MoS2/CuSn合金基减摩复合材料,对其组织结构和机械物理性能进行了研究.结果表明以CuSn合金为基体保证了材料的导电性.CuSn合金的强度大于混合同种金属元素烧结材料的强度.CuSn合金与Fe润湿性好,促进了烧结合金化,因而大幅度提高了材料的强度、硬度、冲击韧性.C以游离状态存在于基体中,其膨胀系数大于基体材料,起到了减摩作用.MoS2均匀分布在基体中,明显地起到了高温减摩作用.其中当Fe(质量分数)增加到15%时,冲击韧性达20.6 J/cm2,抗拉伸强度为163.2 MPa,布氏硬度为53.8,达到和超过了TB/T1842.1-2002电力机车粉末冶金滑板铁道行业标准,为高速列车受电弓滑板提供了新的材料.

变形量对应变诱导熔化激活法制备CuSn10P1合金半固态组织的影响

采用锻造与重熔加热的应变诱导熔化激活(SIMA)法制备CuSn10P1合金半固态坯料,先对CuSn10P1铸锭进行退火处理,再对其进行锻造变形,然后对试样进行850及950℃保温5 min-水淬处理,获得CuSn10P1半固态坯料。采用金相显微镜和扫描电镜观察各阶段试样组织形貌,计算半固态组织的固相分数,分析变形量和重熔温度对CuSn10P1半固态组织的影响。结果表明:CuSn10P1合金铸锭经680℃、24 h退火后,消除了枝晶组织,获得了以α相为主的等轴晶组织。CuSn10P1合金半固态组织固相分数随变形量的增加而降低,当变形量从8.4%增加至219%经850℃重熔时,固相分数从70.15%降低至57.83%;950℃重熔时,固相分数从58.79%降低至53.10%。重熔温度越高,变形量对固相分数变化程度影响越小。

超细CuSn20合金粉末的烧结及性能研究

以机械混合法和雾化法制备的CuSn20合金粉末为研究对象,分别利用金相显微镜、X射线衍射仪和布氏硬度计对冷压成形并在750℃烧结的样品进行了显微组织、物相组成和硬度的观察与测量;分析了粉末制备方法、冷压和烧结工艺对烧结试样组织和性能的影响。结果表明,以雾化法制备的超细CuSn20合金粉末为原料,进行30MPa模压成形、750℃瞬时烧结,可获得均匀、致密的微观组织,试样的主相为α-Cu固溶体,复压后硬度达到124.73HBS。

锂离子电池用CuSn合金负极材料

用SnO2和CuO为原料,炭黑、中间相炭微球(MCMB)、石墨及乙炔黑为还原剂,采用碳热还原法合成了锂离子电池负极材料CuSn合金,利用XRD和SEM研究了还原剂对CuSn合金结构和形貌的影响,并进行了电化学性能测试。结果表明:还原剂的种类对CuSn合金的形貌和电化学性能有较大的影响。用MCMB作还原剂合成了亚微米级颗粒状的CuSn合金,首次循环的库仑效率为81.97%,放电比容量为404.0 mAh/g。

CuSn合金熔体结构变化及其对凝固行为和组织的影响

运用电阻法和DSC热分析发现了CuSn30%合金熔体中存在不可逆的结构转变。在转变区间前后,通过熔体过热处理手段探索了这一结构变化对合金凝固过程及凝固组织的影响。结果表明,不可逆熔体结构的变化导致熔体凝固所需的过冷度增大,合金凝固组织变化明显,初生相和共析组织细化,分布弥散化。并从熔体结构转变角度对上述现象的作用机理进行了分析探讨。

CuSn10合金选区激光熔化成形及热处理工艺研究

利用SLM技术制备CuSn10合金试样,研究了SLM工艺参数对试样致密度的影响,以及热处理对CuSn10合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:当激光功率为195 W、扫描速度为550 mm/s、扫描间距为0.08mm、层厚为0.02mm时,CuSn10合金试样的致密度达到99.8%;SLM成形试样的显微组织包括α-Cu相、亚稳相β’(Cu_(13.7)Sn)和微量的δ相(Cu_(41)Sn_(11))。SLM成形试样经过热处理后,亚稳相β’相受热扩散分解,微观组织更加均匀,最终组织由α-Cu相和微量δ相构成。SLM成形CuSn10合金热处理后优异的综合性能丰富了其应用领域,提高了材料的使用价值。

Al2O3/CuSn6Pb6Zn3青铜复合材料的摩擦学性能研究

研究了粉末冶金法制备的Al2O3/CuSn6Pb6Zn3青铜复合材料的摩擦学性能.试验结果表明该复合材料的耐磨性较CuSn6Pb6Zn3青铜有较大的提高,并且Al2O3颗粒的粒径和体积含量均对复合材料的耐磨性有影响.

喷射成形与真空熔铸CuSn合金摩擦磨损性能的对比研究

对喷射成形和真空熔铸的CuSn合金的摩擦磨损情况进行了对比研究分析。结果表明：喷射成形技术制备的CuSn合金的耐磨性较铸态有较大提高，表现在沉积态合金的摩擦系数和磨损量较铸态的小；合金的耐磨性与硬度成反比，即硬度越大，耐磨性越差；除沉积态的CuSn10表现为磨料磨损外，其余合金均表现为疲劳磨损。

快速凝固技术及在CuSn10P1合金中的应用研究

快速凝固技术具有大的过冷度和明显的非平衡效应等特点,而且无偏析或少偏析的微晶组织、超细的晶粒度及新的亚稳相等的组织和结构特征的合金也可以通过快速凝固技术获得。CuSn10P1铜合金具有典型的凝固偏析特性,在凝固过程中极其容易产生偏析和逆偏析,本文介绍了通过快速凝固技术进行阶段控制冷却抑制CuSn10P1铜合金凝固偏析或逆偏析,获得蠕虫状及近球状的显微组织。

替代CuSn10Pb10的无铅铜基衬套材料

为适应环保法规的要求,辉门公司专门开发了2种无铅的衬套材料替代传统的有铅衬套材料CuSn10Pb10。这2种由粉末冶金烧结而成的铜基材料其标准牌号是CuSn10Bi3、CuSn8Ni。介绍了这2种材料的疲劳性能、力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能,并与连续铸造、粉末冶金烧结工艺的CuSn10Pb10含铅材料进行了对比。