北京有色金属研究总院研究员 解浩峰《高性能铜合金特种加工材制造技术项目研究进展》
——2017中国铜加工产业年度大会专家报告
“高性能铜合金特种加工材制造技术”是国家重点研发计划，由我国特种铜合金加工技术领域15家优势单位组成的产学研用科技合作团队共同承担，北京有色金属研究总院牵头。项目围绕铜合金加工材机械物理性能的多元素协同作用机理及基础数据库、铜合金凝固过程中多场耦合作用机理及管棒线材连续变形微纳米化效应和第二相组织演变规律等6个方面的重大科学问题，开展铜碳复合材料双网络宏-微观结构设计及调控、铜合金粉末冶金闸片新型弹性浮动结构设计与制造技术、高表面质量高精度大直径高耐蚀白铜合金管材扩径-拉伸一体化技术、热冷组合铸型垂直连铸技术、多元导电铜合金非真空连续铸造技术、铜合金超细丝连续镀膜和在线连续形变热处理技术等11个关键技术问题的研究攻关。项目实施一年来，取得的进展主要有：
完成了新型Cu-Ni-Al系高强耐蚀白铜合金成分优化设计与制备、不同腐蚀时间的静态海水全浸试验和电化学试验、不同冲刷速度和冲刷角度的冲刷腐蚀试验，开展了B10合金的耐腐蚀特性与机理研究。建立了Cu-Cr-X（X=Zr, Ag, Ti, Mg, Sn, In, La）体系热力学数据库。
完成了铜金刚石复合材料成分与界面设计；开发出高性能铜金刚石芯片热沉材料；突破了铜石墨复合材料界面多重结构特征及调控技术，开展了双联通网络组元与结构设计及构效关系研究；完成了混杂增强统计复合材料体系的优化设计。
完成了闸片材料组元的优化设计，提高了铜基闸片材料的摩擦系数和摩擦稳定性；添加了新型的粘结剂、雾化CuFe合金粉末和Ni包覆石墨颗粒，研究了粉末的压制和致密化行为；揭示了铬、锡、铝、钼、硅、石墨在材料中与摩擦磨损性能的关系；利用电解法、雾化法两种铜粉制备技术，研究了工艺参数对铜粉形貌和物理性能的影响，制备了树枝状铜粉、不规则铜粉和球形铜粉三种产品；研究闸片结构与制动性能的关系。
设计制备了20余种白铜合金，完成了部分铸态合金组织观察、热变形模拟实验和中性盐雾腐蚀实验，绘制了B10在真应变下的热加工图；系统研究了铸态B10合金中Fe含量CuNi10FeMn1合金组织性能的影响；采用专利技术进行大直径白铜管材挤压技术攻关；对热冷组合铸型铸造设备进行了优化设计和制造；进行了热冷组合铸型垂直连铸；对热冷组合铸型垂直连铸B10白铜管坯进行轧制加工至φ273mm×12.5mm的管材；建立了铜镍合金管材型式试验大纲，共引用11种国家标准/军用标准/企业标准，拟定化学成分检验、力学性能检验、海水腐蚀试验等共12种检验项目铜合金管材力学性能测试、金相分析、管材试制过程试样的腐蚀性能。
建立了高强高导铜合金强化和导电数学模型，分析了合金元素间的交互作用；完成了Cu-Cr-Ag合金的非真空上引连铸工艺探索。
项目第一年度发表SCI、EI论文20余篇，申请发明专利20余项。
项目组第一年度取得的阶段性成果有：
(1) 高性能粉末冶金铜碳复合材料在航天领域获得应用；
(2) 新型制动闸片开发成功；
(3) 成功制备直径300mm以上大直径高耐蚀铜合金管材。
（吴琼整理，图：胡亮）
