固溶处理冷却方式对Cu/Al复合板界面微观组织的影响

刘玉洁¹，蒋显全¹，佘欣未^1,2，王浦全³，冉洋⁴，彭和³，冉贞德⁵

1. 西南大学材料与能源学院2. 重庆市科学技术研究院新材料研究中心3. 西南大学工程技术学院4. 重庆市光学机械研究所5. 重庆齿轮箱有限责任公司

摘 要：利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段研究了冷却方式（水冷、空冷和炉冷）对Cu/Al复合板界面微观组织的影响,利用显微硬度仪测试了冷却方式对铸轧Cu/Al复合板力学性能的影响。实验结果表明:铸轧复合板界面形成Al₂Cu、AlCu、Cu₉Al₄、AlCu₃四种金属间化合物,经500℃×2 h固溶处理后,界面扩散层厚度增加,形成Al₂Cu、AlCu、Al₂Cu₃、Cu₉Al₄、AlCu₃五种金属间化合物。水冷和空冷界面扩散层产生孔洞,炉冷孔洞基本消失,解释了孔洞形成原因及变化过程,孔洞等缺陷会削弱界面层的结合强度。铸轧复合板界面扩散层厚度小、硬度低;经固溶处理后,界面扩散层厚度和硬度均增加,并随冷却速度的减小,厚度和硬度进一步增加。剥离过程中,铸轧复合板靠近Al基体断裂,而经固溶处理后的复合板断裂在界面扩散层。随冷却速度的下降,裂纹扩展能力减弱,过厚的金属间化合物不利于复合板的结合。

关键词：Cu/Al复合板;固溶处理;界面扩散;金属间化合物;空冷;炉冷;水冷;