WC-Cu-Al2O3觸頭材料的組織與性能的研究.pdf

1、彌散銅-WC復合材料是一種銅基顆粒增強材料，具有良好的導電性、導熱性、高溫硬度好、高溫強度高等性能，在電接觸材料、電阻焊電極、IC引線框架等方面有廣闊的應用前景。目前，關于同時引入Al2O3和WC兩種增強顆粒作為增強相的制備工藝和性能等研究報道較少。
　　本文采用真空熱壓燒結-內氧化工藝成功制備了 Al2O3/Cu、Al2O3/Cu-10vol％WC和 Al2O3/Cu-20vol%WC三種復合材料。研究了上述復合材料的導電率、顯

2、微硬度和顯微組織，考察了 WC含量對彌散銅-WC復合材料組織和性能的影響；采用熱模擬試驗機研究了復合材料等溫壓縮熱變形行為，在此基礎上建立了復合材料的本構方程，并利用動態(tài)材料模型構建復合材料熱加工圖；在載流銷-盤式摩擦磨損試驗機上進行了載流摩擦磨損試驗，并利用掃描電鏡（SEM）和能譜儀（EDS）分別對銷試樣磨擦表面及摩擦表面縱切面形貌和微區(qū)化學成分進行了分析，以探討電流和載荷對摩擦學性能的影響及磨損機理。
　　結果表明：1）三種燒

3、結態(tài)復合材料的相對密度高達95%以上，其導電率分別為：49.1%IACS、47.8%IACS和41.3%IACS，其導電率隨著 WC含量的增加而下降；顯微硬度分別為：139HV、154HV和189HV，其顯微硬度隨著 WC含量的增加而升高。2）根據三種復合材料的高溫變形時的應力-應變曲線，可知其軟化機制以動態(tài)回復和動態(tài)再結晶為主，采用包含應力σ雙曲正弦形式描述了其熱激活行為，求出其熱激活能，建立了相應的本構方程。根據材料動態(tài)模型，計算并

4、建立了復合材料的熱加工圖，據此確定了熱變形的流變失穩(wěn)區(qū)及熱變形過程的最佳工藝參數。3）三種復合材料在載荷一定的情況下磨損率和摩擦系數都隨著電流強度的增大而增大；電流強度一定時，磨損率和摩擦系數隨著載荷的增大而增大；在電流和載荷一定時，復合材料的磨損率和摩擦系數隨著 WC含量的增加而減小；在載流的情況下，在摩擦熱、接觸電阻熱和電弧熱的共同作用下，基體出現了部分的熔化或氣化，使 WC顆粒裸露在外邊；在載流的條件下銷試樣的磨損形式主要是粘著磨