本發明專利技術屬于合金線材制備技術，具體地說是一種具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材的制備方法。采用直流電場作用下的連續凝固技術，凝固速度在5-50mm/s，通過選取偏晶型合金和絕緣材料(如金屬氧化物陶瓷、氮化硼等)為坩堝(或坩堝、結晶器內壁的涂層)材料，采用直流電場作用下的連續凝固技術，制備具有彌散相面表層的偏晶合金復合線材。本發明專利技術通過選取適當的偏晶型合金(如Al-Pb、Al-Bi、Cu-Co系合金等)及絕緣材料(如金屬氧化物陶瓷、氮化硼等)為坩堝(或坩堝、結晶器內壁的涂層)材料，在直流電場作用下進行連續凝固，使偏晶合金液-液相變過程中的彌散相液滴向試樣表面遷移并形成彌散相層，制備具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材，滿足工業需求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于合金線材制備技術，具體地說是一種具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材的直流電場作用下連續凝固制備方法。
技術介紹
金屬(合金)復合線材，如銅包鋼、銅包鋁、錫包銅、銅包鋁-鎂合金線材等，具有良好的綜合物理、力學、耐蝕等性能，在電力、交通等行業具有廣闊的應用前景。開發特種金屬(合金)復合線材及其制備技術是近年來材料科學 領域的主要研究方向之一，受到廣泛重視，現已開發了多種金屬復合線材的制備技術，如雙帶軋壓法、靜液擠壓法、電鍍法、熱浸涂法、包復焊接法、套管法等。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，提出通過適當地選取合金系、合金成分和坩堝(或連鑄結晶器涂層)材料，通過在直流電場作用下進行連續凝固，使偏晶合金液-液相變過程中彌散相液滴向試樣表面遷移，獲得具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材。本專利技術的技術方案是，采用直流電場作用下的連續凝固技術，凝固速度在5_50mm/s(優選為5_20mm/s),選取偏晶合金,采用絕緣材料(如金屬氧化物陶瓷、氮化硼等)為坩堝(或坩堝、結晶器內壁的絕緣涂層)材料，制備具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材。所述合金選用彌散相電導率比基體相電導率低的偏晶型合金，如招基Al-Pb、Al-Bi、Al-In系合金，銅基Cu-Co系合金等。所述Al-Pb 偏晶合金為 Al-(5_15)wt% Pb。所述偏晶合金復合線直徑為l_20mm。本專利技術的原理如下偏晶合金(見圖I)連續凝過程中，彌散相液滴會在熔體內沿徑向溫度梯度的作用下向i甘禍(結晶器)中心軸遷移，即Ma rangoni遷移。彌散相液滴沿試樣徑向的Marangoni遷移速度(G)為r =__^H(!) {2λη+ XD)^m +3ηΒ^ dT dr式中Y為彌散相液滴與基體熔體間的界面張力，T為溫度，λ D，λ m為彌散相液滴和基體熔體的熱導率，IId和nm為彌散相液滴和基體熔體的動力學粘度(在基體熔體所處溫度條件下)，r為沿試樣徑向的坐標長度(試樣軸線為徑向坐標的原點)，$為彌散相液dT滴與基體熔體間界面張力的溫度系數 為沿試樣徑向的溫度梯度，R為彌散相液滴半徑。 因此，在通常的連續凝固條件下，偏晶合金凝固后線材表面呈現一彌散相貧瘠層，見圖2。本專利技術通過選取彌散相電導率比基體相電導率低的偏晶型合金(如Al基Al-Pb、Al-Bi系合金等)、使用絕緣材料(如金屬氧化物陶瓷、氮化硼等)作為坩堝(或坩堝、結晶器內壁的涂層)材料，使熔體在沿坩堝(結晶器)軸向直流電場作用下凝固。直流電流與其產生的磁場之間相互作用，在熔體內產生沿徑向的電磁力場。由于基體熔體的電導率高于彌散相液滴的電導率，在給定直流電場作用下，基體熔體中通過的電流密度及所受的電磁力密度也較高，因而，彌散相液滴受到一沿試樣徑向的電磁合力的作用而傾向于向試樣外表面遷移，彌散相液滴所受的沿試樣徑向的電磁合力(F)和此電磁力導致的遷移速度(Ve)為權利要求1.一種具有彌散相表面層的合金復合線材的制備方法，其特征在于 采用直流電場作用下的連續凝固技術，選取偏晶合金為原料，用于連續凝固或連續定向凝固裝置，凝固速度在5-50mm/S，采用絕緣材料為坩堝或結晶器材料、或坩堝或結晶器內壁的涂層材料，沿坩堝或結晶器軸向向偏晶合金熔體通入直流電流，制備具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材。2.按照權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述絕緣材料為金屬氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、或硅化物陶瓷。3.按照權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述偏晶合金為彌散相電導率比基體相電導率低的偏晶型合金。4.按照權利要求I所述的制備方法，其特征在于選用彌散相電導率比基體相電導率低的偏晶型合金，如鋁基Al-Pb系合金、Al-Bi系合金、Al-In系合金或銅基Cu-Co系合金。5.按照權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述制備的偏晶合金線材的直徑為l-20mmo6.按照權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述通過熔體的直流電流的電流密度滿足式(5)時，線材表面彌散相層的厚度較薄；7.按照權利要求I所述的制備方法，其特征在于所述通過熔體的直流電流的電流密度滿足式(6)時，線材表面彌散相層的厚度較厚；全文摘要本專利技術屬于合金線材制備技術，具體地說是。采用直流電場作用下的連續凝固技術，凝固速度在5-50mm/s，通過選取偏晶型合金和絕緣材料(如金屬氧化物陶瓷、氮化硼等)為坩堝(或坩堝、結晶器內壁的涂層)材料，采用直流電場作用下的連續凝固技術，制備具有彌散相面表層的偏晶合金復合線材。本專利技術通過選取適當的偏晶型合金(如Al-Pb、Al-Bi、Cu-Co系合金等)及絕緣材料(如金屬氧化物陶瓷、氮化硼等)為坩堝(或坩堝、結晶器內壁的涂層)材料，在直流電場作用下進行連續凝固，使偏晶合金液-液相變過程中的彌散相液滴向試樣表面遷移并形成彌散相層，制備具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材，滿足工業需求。文檔編號B22C3/00GK102950273SQ20111024224公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月22日 優先權日2011年8月22日專利技術者趙九洲, 江鴻翔 申請人:中國科學院金屬研究所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有彌散相表面層的合金復合線材的制備方法，其特征在于：采用直流電場作用下的連續凝固技術，選取偏晶合金為原料，用于連續凝固或連續定向凝固裝置，凝固速度在5?50mm/s，采用絕緣材料為坩堝或結晶器材料、或坩堝或結晶器內壁的涂層材料，沿坩堝或結晶器軸向向偏晶合金熔體通入直流電流，制備具有彌散相表面層的偏晶合金復合線材。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙九洲，江鴻翔，
申請(專利權)人：中國科學院金屬研究所，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。