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铜钢复合材料的应用有哪些

时间:2015-04-13 作者: 编辑: 点击:396 Views
  

  铜/钢复合材料在我们生活中使用的很是广泛,无论是民用方面还是电子电气方面都是,可是铜/钢复合材料他的具体应用大家又是否知道?

  为了使金属材料最大限度地发挥出其所具有的性能,其方法之一就是把性能不同的材料加以组合制成复合材料。

  金属复合板的研究最早是美国于1860年开始的,工业性生产始于20世纪30年代。当时美国为了降低成本,提高强度,开始了镍复合钢板的生产,其后不断进行了旨在提高结合性能的制造技术开发。20世纪30年代,苏联也对铝、锡、钢等金属与合金的复合材料进行了初步研究,所采用的生产工艺主要有轧制法、铸造法、爆炸法、扩散焊接法等。其中,对冷轧复合法的工艺及力学性能研究较为深入,试生产了08F钢基体上复合18-8型不锈钢的三层耐蚀复合板。20世纪50-60年代,英国伯明翰大学等单位对固相复合进行了较为系统的研究,取得了很大成就。日本在复合材料方面的研究虽较晚,但进步迅速,近年来成为从事金属复合材料研究最多的国家之一。我国的复合板研究始于20世纪60年代初,主要方法有爆炸焊接、爆炸焊接+轧制、热轧、冷轧等,主要研究单位有上海钢铁研究所、东北大学、北京科技大学、武汉大学等。

  铜/钢复合材料(在钢表面复合铜或铜合金)由于具有防腐蚀、抗磨损、导电导热性优良、美观、成本低等优点, 在军工、电子、造币、炊具及建筑装饰等领域有着广阔的应用前景, 其研究也越来越引起国内外的关注。本文主要介绍铜/钢复合材料的应用、生产方法的新进展。

  铜/钢复合材料的应用

  1.1 民用方面

  铜/钢复合材料在民用方面的应用主要体现在炊具及建筑装饰领域。为了保护食品, 日常使用不锈钢锅, 但不锈钢锅导热不良, 加热时容易产生局部高温而粘底, 通过复一层高导热材料铜制成铜/钢复合材料可很好地解决这个问题。在建筑装饰领域使用铜/钢复合材料代替铜及铜合金做屋顶、门窗的框架及屋顶的气窗等, 不仅庄严美观, 而且强度高, 成本低;同时,由于内层的钢板导热率较低, 因此可使用较小的烙铁以较低的温度进行焊接, 进而可缩短焊接时间。此外, 还使用钢复黄铜H62或H68制做标牌、扶手、家具等。

  1.2 电子与电气方面

  在电子与电气方面广泛使用铜/钢复合材料代替传统的铜及铜合金制造电子器件, 如导电弹簧一般由磷青铜和铍青铜制造, 成本高且弹性性能随导电率的升高而下降, 用以高碳钢作芯体的铜包钢线来代替, 不仅同时具备了良好的导电和弹性性能, 而且成本低。铠装电缆过去一直用铜或铜合金制造, 现在用复铜不锈钢制造, 不但保证了导电性和耐蚀性,而且提高了强度, 减小了厚度。 由铜包钢线制成的绳索已成功地应用在铁路电气化方面, 它们取代至今使用的铜、铜镉及铜镁合金后获得了良好的效果。用铜包钢线作内导体的同轴电缆具有良好的自支承性和接线性能, 在大跨距布线的场合更具有其独特的优势。

  1.3 军工方面

  某发射器由20钢圆筒和黄铜HPb59-1导轨组成, 由于这两种材料之间难以焊接, 故只能铆接, 因此铆接处常因密封不好而漏水。采用复合材料, 导轨与钢筒之间可用间断点焊来代替铆接, 这不仅解决了漏水问题, 还简化了制造工艺, 降低了成本。使用体积比为15:80:5的铜/钢/铜复合材料代替弹壳黄铜做炮弹, 不仅经济, 且其弹道性能优越。

  1.4 其他方面 由于兼备铜和钢的优异性能, 铜/钢复合材料还广泛应用于其它领域, 如在汽车工业中, 使用铜/钢复合材料制造热交换器、同步器锥环、减速机蜗轮、轴瓦等;在冶金工业中, 使用铜/钢复合材料作电镀技术用电极、放电用加工电极、接地棒等;由于黄铜与硫化橡胶有优异的粘结力, 因此复黄铜钢丝被大量应用于橡胶工业作子午线轮胎帘线。

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