隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展,金屬絲材在各種精密儀器、微型電控儀表、無(wú)線電電子等方面得到了廣泛的應(yīng)用。銀作為導(dǎo)電率最高的金屬,在微電子技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。但是,由于銀資源的缺乏,直接用銀絲材作為導(dǎo)電材料成本高,不利于其推廣應(yīng)用。
復(fù)合線材有著單一材料無(wú)法達(dá)到的優(yōu)越性能,在各個(gè)行業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣。例如,與銅合金相比,電導(dǎo)率相同時(shí),銅包鋁復(fù)合絲材的質(zhì)量可減輕50%,而且價(jià)格可降低 30%~40%6。銀包鋁復(fù)合絲材以其導(dǎo)電率高、接觸性能好、密度小等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空用導(dǎo)線和波導(dǎo)管方面。現(xiàn)有的銀包鋁絲(銀包鋁粉)多采用鋁線鍍銀法制備,然而鍍層法存在鍍層厚度有限、厚度不均勻、鍍層與芯材之間結(jié)合強(qiáng)度較低等缺點(diǎn)。采用塑性成形法制備絲材具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度容易控制等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于各種單一金屬絲材的生產(chǎn)然而,關(guān)于銀包鋁復(fù)合絲材塑性成形工藝的相關(guān)研究目前還未見(jiàn)報(bào)道。
金屬?gòu)?fù)合絲材的塑性成形制備方法一般分兩步,即,先采用鑄造復(fù)合、塑性加工復(fù)合或其它方法制備復(fù)合線坯,然后采用拉拔工藝成形所需尺寸的絲材。其中,復(fù)合線坯的制備方法主要有軋制壓接法、包覆焊接法、連續(xù)擠壓包覆法、鑄拉法、熱浸鍍法和反向凝固法等""。軋制壓接法和包覆焊接法生產(chǎn)效率較高,適合較大規(guī)模生產(chǎn),兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)。而連續(xù)擠壓包覆、鑄拉、熱浸鍍、反向凝固等方法難以適用于銀包鋁一類包覆層金屬的強(qiáng)度、硬度和熔點(diǎn)高于芯材的復(fù)合材料。另外,若采用復(fù)合坯料進(jìn)行普通熱擠壓制備線材,由于普通擠壓時(shí)坯料與擠壓筒存在摩擦,導(dǎo)致內(nèi)外層金屬流動(dòng)不一致,會(huì)產(chǎn)生沿長(zhǎng)度方向包覆層厚度不均勻,且在高溫條件下,易在復(fù)合界面形成脆性化合物。
靜液擠壓法由于所成形的坯料處于高壓液體中,與擠壓簡(jiǎn)之間不接觸,不存在摩擦力,因此比普通擠壓具有更強(qiáng)的三向壓應(yīng)力狀態(tài),容易實(shí)現(xiàn)大擠壓比變形、金屬流動(dòng)均勻等優(yōu)點(diǎn),已被較多地應(yīng)用于包覆材料的擠壓成形中。對(duì)銀包鋁粉而言,由于銀和鋁塑性相差較大,采用普通擠壓很難協(xié)調(diào)兩者的變形,但若采用靜液擠壓不僅有望改善銀、鋁由于變形抗力不同而造成的流動(dòng)不均,而且還可以在室溫下實(shí)現(xiàn)大變形,使銀、鋁的界面結(jié)合強(qiáng)度提高,有利于獲得較高的絲材性能。為此,本文作者對(duì)采用靜液擠壓后續(xù)拉拔的方法制備直徑100 um 以下銀包鋁絲材的工藝進(jìn)行了研究,制備了最小直徑為40 um的銀包鋁微絲,并對(duì)銀包鋁絲材的尺寸和力學(xué)性能進(jìn)行了表征。