铜锡合金半固态成形技术的研究进展

半固态成形技术作为一种新型的金属成形工艺,是最有发展前景的绿色制造技术之一。本文介绍了半固态铜锡合金体系的设计、半固态浆料的制备及成形技术、微观组织与力学性能等三方面的研究进展。

不同初装粉末条件对爆炸压实铜锡合金的影响

为避免传统粉末冶炼工艺易使铜锡合金产生缺陷而影响其强度,用爆炸手段对铜锡粉末进行压实,研究不同初装密度、不同粉末颗粒下铜锡粉末的压实效果。结果表明:铜锡粉末颗粒度从10μm减到1μm时,铜锡合金的密度增加,压实效果更好,当颗粒度减到200 nm时,因颗粒度减小,比表面积增加,导致粉末压实能量增大,影响压实效果,压实后的铜锡合金密度略小。但整体来看,试件硬度随颗粒度的减小而增大;当初装密度从43%增至52%时,基本无缺陷,铜锡合金棒材的密度提升,整体硬度增加,压实效果更好,但当初装密度超过52%后,初装密度的增大对压实效果影响较小。

电镀铜锡合金工艺研究进展

电镀铜锡合金具有装饰性好、可焊性优良、成本低、无毒、不使人体过敏等优点,而得到广泛的应用。介绍了电镀铜锡合金工艺的研究进展和应用、电镀铜锡合金镀液配方和工艺条件。

用电镀铜锡合金薄膜实现圆片级气密封装

开发了一种基于电镀铜锡合金薄膜的绝压气压传感器圆片级气密封装技术以降低常规的基于阳极键合气密封装技术的成本及难度。通过实验确定了铜锡合金薄膜的电镀参数,实现了结构参数为:Cr/Cu/Sn(30nm/4μm/4μm)的铜锡合金薄膜;通过共晶键合实验确定圆片级气密封装的参数,进行了基于铜锡材料的气密封装温度实验。通过比较各种不同温度下气密封装的结果,确定了完成圆片级气密封装的条件为:静态压力0.02 MPa,加热温度280°,保持20min。最后,对气密封装效果进行X-射线衍射谱(XRD)、X射线分析、剪切力以及氦气泄露分析等实验研究。XRD分析显示:在键合界面出现了Cu3Sn相,证明形成了很好的键合;X射线分析表明封装面无明显孔洞;剪切力分析给出平均键合强度为9.32 MPa,氦气泄露分析则显示泄露很小。得到的结果表明:基于电镀铜锡合金薄膜可以很好地实现绝压气压传感器的圆片级气密封装。

膦酸酯类离子液体作为钢/铜锡合金润滑剂的摩擦学性能及其机理研究

合成了三种膦酸酯类离子液体,在微动摩擦磨损试验机SRV-IV上评价其作为钢/铜锡合金润滑剂的摩擦学性能,并与全氟聚醚及传统离子液体1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐对比.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行了分析.结果表明:所合成的膦酸酯类离子液体在常温及高温下均表现出优于全氟聚醚及1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体的摩擦学性能.离子液体分子的极性使其形成有效的吸附润滑膜,并且膦酸酯类离子液体与金属基底发生了摩擦化学反应,形成了摩擦化学反应膜,从而使该离子液体表现出优异的摩擦学性能.

焦磷酸盐镀铜锡合金稳定性的研究

为了解决焦磷酸盐镀铜锡合金镀液的稳定性问题,对KNO3在镀液中的作用机理进了探讨。测试得到阳极和阴极的电流效率分别为100%和50%左右,阳极溶解的铜离子含量不断上升,通过循环伏安测试发现KNO3在阴极的还原造成还原产物的积累,镀液成分逐渐偏离正常工作范围,最终使工艺无法正常运转。用自制活性钛基阳极电解处理镀液,可以保证电镀的正常进行。

高速电气化铁道用铜锡合金接触线成形工艺的确定

为开发适用于高速电气化铁道用铜锡合金接触线,采用不同的成形工艺进行成形,对比分析了不同工艺成品线的综合性能,最终确定了铜锡合金接触线的最佳成形工艺。结果表明:最佳成形工艺为连铸连挤连轧3道次连拉成形;最佳成形成工艺接触线的抗拉强度为538MPa,伸长率为12%,电阻率为2.360×10-8Ω.m,反复弯断次数为9次,扭断圈数为11圈;综合性能均达到或超过TB/T 2809-2005标准的要求,可满足高速电气化铁道的使用要求。

树脂结合剂超硬制品中铜锡合金粉的应用与分析

本文采用铜锡合金粉作为树脂结合剂的添加剂,分析了铜锡合金粉的铜锡比例、含量、粒度对树脂结合剂超硬制品力学性能的影响;利用扫描电镜(SEM)分析了树脂结合剂超硬制品的微观结构;通过磨削试验研究了铜锡合金粉填充的树脂结合剂金刚石砂轮的磨削性能。结果表明:铜锡合金粉的铜锡比例、含量、粒度对树脂结合剂超硬制品的力学性能有较显著的影响;铜锡合金粉填充的树脂结合剂金刚石砂轮的磨削性能优于铜粉填充的树脂结合剂金刚石砂轮的磨削性能,磨削比显著提高。

铜锡合金粉对树脂结合剂超硬制品力学性能影响的机理分析

本文突破在树脂超硬制品中加入Cu粉的传统思路,采用铜锡合金粉作为树脂结合剂的添加剂。通过抗弯强度、硬度、差热-热失重、扫描电子显微镜、能谱等分析方法,分别对采用Cu粉和铜锡合金粉作添加剂的树脂结合剂超硬制品的力学性能、热性能和微观结构作了对比分析,把二者对树脂超硬制品力学性能影响的机理进行了阐述。结果表明:在提高树脂超硬制品强度方面,Cu粉效果好于铜锡合金粉,但在提高树脂超硬制品硬度方面,Cu粉的效果差于铜锡合金粉;二者都提高了树脂结合剂的热分解温度;树脂对Cu粉的浸润包裹能力好于对铜锡合金粉的浸润包裹能力。

铜锡合金电镀液中铜、锡含量的测定

提出采用交流示波极谱法连续测定铜锡合金电镀液中铜锡的含量。该方法不用指示剂,利用铅标准溶液及EDTA标准溶液,借助交流示波极谱仪中示波图上TPB切口的出现检测终点。通过实验确定酸度为5 8、掩蔽剂为硫脲。对该方法与指示剂法分析结果进行了比较。结果表明,该方法的精密度更高,准确度更好,是一种快速、简便、经济实用且无污染的测定镀铜锡合金电镀液中铜锡含量的新方法。

对冷拉拔铜锡合金导线显微组织的分子动力学模拟

利用等温等体积的分子动力学(NTV-MD)及均方根位移和径向分布函数研究了铜锡合金中的锡在铜基体中的存在形式和分布,并进行了试验验证。结果表明:锡以固溶的的形式分布于铜基体中,有可能形成铜锡中间相Cu_6Sn_5,但锡在铜基体中没有发生团聚现象;试验结果验证了分子动力学模拟的准确性。

无氰溶液中电沉积铜锡合金电化学行为的研究

运用循环伏安法，研究了无氰电沉积铜锡合金溶液中Ｃｕ、Ｓｎ的单独电沉积及其它们共电沉积的电化学行为．结果表明：无论在含有络合剂或不含有络合的溶液中，Ｃｕ，Ｓｎ及Ｃｕ－Ｓｎ合金的电化学行为均为不可逆的电化学反应．

铜锡合金粉对树脂金刚石切割砂轮切割性能的影响及作用机理

通过切割试验,研究并分析了添加不同参数铜锡合金粉制成砂轮的切割性能。通过SEM、XRD分析了添加不同参数铜锡合金粉制成的树脂结合剂金刚石切割砂轮切割后的表面形貌和物相。试验结果表明:添加不同量及添加不同粒度铜锡合金粉制成砂轮的切割试验中,铜锡合金粉体积分数为15%、粒度为40μm左右时,砂轮的耐用度最好。不同参数铜锡合金粉制成的树脂金刚石砂轮对其切割性能都有影响,其中以铜锡合金粉添加量、铜锡合金粉中铜锡比例对砂轮的切割性能影响最为明显。

无氰体系中电沉积光亮铜锡合金的研究

提出了一种无氰电沉积光亮铜锡合金的新工艺．其溶液组成及操作条件为：Ｎａ３Ｃ６Ｈ５Ｏ７·２Ｈ２Ｏ９０～１２０，Ｎａ２ＥＤＴＡ·２Ｈ２Ｏ２５～３５，稳定剂ＷＤＺ－９４３１０～１５，ＣｕＳＯ４·５Ｈ２Ｏ２０～４０，ＳｎＣｌ２·２Ｈ２Ｏ２０～４０ｇ·Ｌ－１；溶液的ｐＨ＝５～６，Ｄｋ＝１０～１５０Ａ·ｍ－２，Ｔ＝５０～６０℃．在上述条件下可获得含锡量为５％～１５％的光亮、细致、均匀的铜锡合金沉积层．还讨论了溶液的温度、阴极电流密度对合金沉积层中锡量以及阴极电流效率的影响．

铜锡合金粉含量对汽车摩擦材料性能的影响

采用干法混料、一次成型模具制备不同含量Cu-Sn合金粉的摩擦材料,对样品进行理化性能、力学性能、摩擦性能及制动噪音的检测,借助SEM、XRD对试样摩擦表面进行表征,研究分析不同Cu-Sn合金粉含量对摩擦材料性能的影响。结果表明:随着铜锡合金粉含量的增加,摩擦材料的密度逐渐增加、气孔率略微升高、pH值基本保持不变;硬度先增后减,压缩量先减后增,剪切强度变化不大。低能载条件下,Cu-Sn合金粉对材料的摩擦因数影响不大,高能载条件下,适量Cu-Sn合金粉的加入能提高材料摩擦因数,降低磨损量,改善制动噪音。当铜锡合金粉含量为9%(质量分数)时,摩擦材料的综合性能最佳。

钢铁浸镀铜锡合金工艺研究

采用硫酸铜、硫酸亚锡为主盐,加入络合剂、光亮剂、锡盐稳定剂,研究成功了一种新的浸镀铜锡合金工艺。探讨了主要成分的影响,检测了镀液镀层性能。所形成的浸镀层结晶细致、光亮,为银白色镀层,与钢铁基体结合力好,覆盖能力高,与其它镀层配套性好,是一种替代氰化镀铜锡合金的新工艺。

焦磷酸盐铜锡合金镀液中铜的分光光度法分析

为了克服EDTA容量法测定焦磷酸盐铜锡合金镀液中铜含量滴定终点不易判断的缺点,制定了分光光度法规程。在碱性条件下用三乙醇胺与铜离子反应生成稳定的蓝色配合物,以水做参比液,在波长680 nm处测定吸光度。镀液中的铁杂质与三乙醇胺生成无色配离子,不干扰铜的测定;镀液中的锡离子、锌杂质和铝杂质均无色,不影响测定;镀液中的焦磷酸钾、葡萄糖酸钠、酒石酸钾钠、氨基乙酸等配位剂对铜离子的配位能力较弱,不影响三乙醇胺与铜的配位反应。该法测定结果的相对平均偏差为0.65%,回收率为98.5%~101.2%。

铜锡合金接触导线高速磨耗性能试验研究

利用500 km/h高速弓网关系试验台,分别在250 km/h,300 km/h和350 km/h速度下,对CTS150型铜锡合金接触导线进行里程为6000 km的磨耗性能测试。得到3种速度下接触导线的剩余直径、磨耗面积和磨耗比曲线,以及碳滑板的高度磨耗比和重量磨耗比数据。通过分析试验结果得出,300 km/h试验速度时接触导线和碳滑板的磨耗均最小,另外2种速度下的结果接近,并且在3种速度下接触导线与碳滑板形成的摩擦副均有良好的匹配性。

TC4钛合金接箍电镀铜锡合金工艺

介绍了一种对TC4钛合金接箍采用预镀镍作为中间层,经热处理后再镀铜锡合金的工艺方法.上卸扣试验结果表明,该工艺可以获得结合力、耐磨性及抗粘扣性能优异的镀层.

铜锡合金电镀液中焦磷酸根的测定

在氰化物—焦磷酸铜锡合金电镀液成分的测定中、用普通方法难以测定焦磷酸根的含量,给镀液的生产维护带来了许多不便。本文在实验的基础上、给出了一种简便快速、适于现场检测的容量分析方法。