銅鋼バイメタル複合材料の微細構造と特性に対する溶解および鋳造プロセスの影響の解釈
要約: 高鉛青銅 CuPb15Sn7/45 鋼バイメタル層状複合材料を溶融鋳造複合材料法を使用して調製しました。 加熱条件や冷却速度などのプロセスパラメータが銅鋼複合材料の界面や構造特性に及ぼす影響を研究しました。 結果は、炉装入温度が900度、保持温度が1015度、保持時間が5分で、窒素冷却が使用された場合、銅鋼界面が優れた金属結合特性と界面引張破壊強度を有することを示しています。 200MPaに達します。 銅合金 領域内の鉛粒子の分布は比較的均一であり、鉛元素の燃焼損失は1％未満です。 鋼マトリックスの構造と粒度分布は合理的であり、優れた溶解および鋳造の複合効果を示します。
エンジニアリング材料の総合的な性能に対する要求がますます高くなるにつれ、単一の金属材料で作られた部品がその総合的な性能要求を満たすことがますます困難になっています。 貴金属資源の漸進的な不足と相まって、バイメタル層状複合材料が徐々に促進され、産業で応用されてきました。 金属の各層の元の特性を維持することに基づいて、層状金属複合材料の全体的な性能が大幅に向上し、その製造プロセスがますます注目を集めています。
高鉛青銅は熱伝導性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐焼付き性に優れており、プランジャーポンプシリンダーなどの油圧部品の製造に広く使用されています。 同時に、銅と鉄の格子型、格子定数、外部電子原子の数が非常に近いため、複合冶金学的に優れた適合性を持っています。 マトリックス層として鋼、複合層として高鉛青銅を使用して調製された銅鋼バイメタル積層複合材料は、両方の材料の優れた特性を組み合わせています。 現在、銅鋼バイメタル積層複合材料を製造する一般的な方法には、爆発複合法、圧延複合法、拡散複合法、遠心鋳造法、溶解鋳造法、粉末焼結法などがある。 その中で、バイメタル積層板の製造には主に爆薬配合法と圧延配合法が使用されます。 拡散配合法は製造サイクルが長く、長期間の熱保存では鉛元素の酸化や焼損が深刻になりやすく、コストも高くなります。 遠心鋳造法では鉛元素のマクロ偏析が起こりやすい。 粉末冶金には多くのプロセスが含まれ、準備サイクルが長く、コストが高くなります。
2 つの材料を同時に加熱する溶融鋳造複合法は、銅と鋼のバイメタル層状複合材料を製造する際に技術的およびコスト的に明らかな利点があります。 この記事では、溶融鋳造複合材料の実験を通じて、銅鋼バイメタル材料の微細構造と特性に対する特定のプロセス パラメーターの影響を研究します。 この法律は、合理的な銅と鋼のバイメタル溶解および鋳造複合材計画を策定するための理論的基礎を提供します。
1. テスト計画
1.1 試験材料
テストで使用された材料には、高鉛青銅 CuPb15Sn7 と 45 鋼が含まれます。 2 つの材料の化学組成を表 1 に示します。試験前に 45 鋼をΦ42 mm × 45 mm の円柱に加工し、一方の端にΦ32 mm × 7 mm の溝を加工し、銅合金をΦ30mm×6mmの円板に加工しました。 機械加工後、サンドペーパー研磨、アルカリ洗浄、酸洗い、80度飽和ホウ砂水浸漬などの表面処理工程を経て、図1のように組み立てて鋳造試験を行います。
