【成果推荐】魏伟教授部分成果发布

   发布时间: 2019-10-28    访问次数: 21

高强度高导电纳米结构铜及铜合金

     (一)综合介绍

     铜合金强度与导电率之间一直存在此消彼长的矛盾。高强度高导电铜合金制备过程中,主要的问题是少量合金元素强化效果不明显,大量的合金元素会恶化合金的导电性。由于多元合金化组元作用机理复杂、组分精确调控困难;常规的塑性加工组织细化能力有限,细晶强化的潜力没能有效发挥。本项目提出对铜合金进行剧烈塑性变形(SPD)变形,有效细化铜基体获得纳米结构,通过综合热处理获得纳米析出相,在纳米结构基体上弥散分布纳米析出相,充分发挥细晶强化、位错强化和纳米相强化的协同强化作用,从而提升电极材料、电子通讯器材、高铁和城市轨道交通接触件等的综合性能和市场竞争力。


       (二)创新要点

     1. 技术平台:创新一种形变综合热处理方法,搭建了一套形变综合热处理平台。

     2. 组织设计:纳米结构基体上均匀分布纳米析出相,充分发挥细晶强化、位错强化和纳米相强化的协同强化作用。

     3. 性能提升:电火花电极铜磨损率降低25%、工件(模具钢)表面粗糙度降低40%;点焊电极使用寿命超过2200点(普通电极寿命700~800点)。可以进一步在电极材料、电子通讯、高铁和城市轨道交通(地铁、轻轨、无轨电车)等领域推广应用。


     (三)技术指标

     1. 晶粒尺寸小于500 nm。

     2. 纯铜的抗拉强度~420MPa,导电率~98%IACS。   

     3. 铜铬系合金的抗拉强度~700MPa,导电率~80%IACS。

     4. 电火花电极铜磨损率降低25%、工件(模具钢)表面粗糙度降低40%;点焊电极使用寿命超过2200点(普通电极寿命700~800点)。


铜线辊式快速阳极氧化技术

     (一)综合介绍

     铜产品在加工、包装、储运和使用过程中常常因铜表面接触空气氧化而影响其外观品质和导电性能。一般的铜导线防锈技术往往不能兼顾这两个方面,通常提高了耐大气腐蚀性能,导电性能却有明显下降;反之,维持了导电性能,防锈效果则无法令人满意。

     本项目以辊式电化学转化方式、环保型阳极氧化液和高电流密度为特征,常温实现铜导线表面快速阳极氧化,可在各类铜线表面快速获得超薄的致密氧化物膜层,在线获得具有良好耐大气腐蚀性能,并具有耐压等级≤80V的铜导线。特别适用于0.10mm ~2.50mm的各种机械铜包铝和电镀铜包铝线材生产。


      (二)创新要点

     1. 阳极氧化液采用环保型体系。

     2. 在铜导线收线工艺前端,通过插入一组特别设计的辊式快速阳极氧化机构,其处理速度不低于原收线速度。

     3. 经快速阳极氧化处理后,导线在收卷、包装、储运、深加工和使用过程中,不会因长期暴露于大气而影响其外观色泽和使用性能。


     (三)技术指标

     1. 辊式快速阳极氧化处理后的铜导线在保持其常规性能的前提下,快速阳极氧化处理后,铜线具有良好的耐大气腐蚀性能,耐压等级≤80V。 

     2. 适用于直径0.10mm~2.50mm的铜质导线、铜包铝和铜包钢导线的快速在线生产。