铜-铝-铜复合板导电特性的模拟

利用有限元分析软件ANSYS,模拟计算了铜-铝-铜复合板参数对内部涡流电流的影响。模拟结果表明,在铜铝复合板整体厚度一定的前提下,存在适宜的厚度比;铜-铝-铜复合板的导电效率随复合板宽度的增加而提高;同时,铜铝复合板的外形对复合板的内部涡流也有很大的影响,圆边的双面复合板优于直边,且优于同尺寸四边覆铜的直边板。

工艺因素对铜-铝-铜复合板界面结合的影响

为了减轻导电材料的结构质量,在铝板两侧放置铜带制备出一种铜铝铜复合结构,采用冷轧工艺进行轧制成形.系统研究了轧制压下率和轧前表面处理对轧制复合效果的影响,对铜铝铜复合板结合界面进行了观察,分析了退火对结合界面的影响.结果表明,随着压下率的增加,复合板的剥切力增加.改变铜带厚度时,复合板的剥切力随铜铝厚度比的减小而增大.当铝板厚度为12 mm、铜铝厚度比为0.06时,轧制复合效果最佳.冷轧复合前处理影响因素中,刷拭处理对复合效果影响最大,铜铝软化退火处理次之,酸碱洗处理影响最小.复合板结合界面在轧制后发生了互扩散.在250℃下进行不同时长退火时,复合板中形成了明显的扩散层.当退火时间为50 h时,复合板中出现了两层扩散层,扩散层厚度随退火时间的增加而增加.

铜/铝/铜轧制复合板的退火工艺研究

研究了低温长时间和高温短时两种退火工艺对铜／铝／铜轧制复合板的成型性能及界面结合强度的影响，讨论了退火强化现象没有出现的原因。结果表明，退火处理不能提高铜／铝／铜轧制复合板的结合强度，只能改善复合板的成型性能。铜／铝轧制复合板宜采用高温短时退火制度，退火温度选择580～625℃，时间控制在10min以内，此工艺得到的铜／铝轧制复合板综合性能最佳。

铸轧法制备铜-铝-铜复合板的界面组织与性能

采用铸轧法制备了不同厚度的铜-铝-铜复合板,并分别采用拉伸试验、剥离试验、X射线衍射仪、能谱点分析(EDS)、扫描电镜(SEM)和能谱线扫描分析(EPMA)等对复合板力学性能、形貌和组成进行了检测。检测结果表明:界面层的主要组成物为α(Al)、Cu Al2、Cu9Al4。板厚从6 mm增大到14 mm时,界面层厚度和Cu、Al原子扩散程度均逐渐增加。抗拉强度从115 MPa增大到135 MPa,延伸率从25%增加至31%,剥离强度从30 N/mm增大至35 N/mm,剥离强度即为界面层结合强度。

铜/铝/铜复合板异步轧制变形行为有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了铜/铝/铜复合板异步轧制成形弹塑性有限元模型,将有限元模型仿真结果同实际轧制实验结果进行对比,证明有限元模型的准确性。通过对异步轧制变形区进行分析和研究发现,在相同条件下,与同步轧制相比,异步轧制可以有效地减小轧制正应力,并增大后滑区摩擦应力;异步轧制搓轧区可以促进复合板结合界面的金属流动,在其他轧制条件相同的情况下,压下率越大,搓轧区越小,异步速比越大,搓轧区越大;靠近快速辊一侧结合界面铜板的等效应变要大于靠近慢速辊一侧结合界面铜板的等效应变,中间铝板的等效应变大于两侧铜板。随着异步速比的增大,复合板结合界面上两种金属的等效应变的差距逐渐缩小,变形将会更加协调,有利于增强复合板的结合强度。整体研究对铜铝复合板制备工艺的优化提供了理论依据。