王珺等：水平连铸复合成形铜铝层状复合材料的组织与性能 221· 800(a) 总厚度 758 (b) 总厚度 ☐6相层厚度 523 ☐θ相层厚度 ]Y相层厚度 500 ■Y相层厚度 600 400 467 400 400 300 200 200 107 107 100 3038 83.5 48 2618 P3.6 83.8 40 60 80 100 80 1000 拉坯速度/(mm-min-) 一次冷却水流量Lh-) 图7工艺参数对铜铝复合板坯复合界面层厚度的影响 Fig.7 Effect of the technological parameters on the interfacial thickness of the Cu-Al composite plate 14 14 (a) 12.3 (b) 12.3 12 12 10 9.8 10 93 8.4 8.6 6 6 4 40 60 80 100 800 1000 拉坯速度/(mm'min) 一次冷却水流量Lh-) 图8工艺参数对铜铝复合板坯界面结合强度的影响 Fig.8 Effect of the technological parameters on the interfacial bonding strength of the Cu-Al composite plate (a) ◆61.9 裂纹 裂纹 3115 (b) 619 420.4 311.5 74205 ◆184.7 ◆183.1 184.7 557.1 ●440 186.4 0593.4 25.4 ◆202 单位：HV 100m 50 um 图9铜铝复合板坯界面显微硬度.(a)低倍，(b)高倍 Fig.9 Interface microhardness of the Cu-Al composite plate:(a)low magnification;(b)high magnification 复合层厚度越大，铜铝复合板的结合强度越小 分析，结合水平连铸复合成形过程中固液相变和 综上所述，界面结合强度主要由金属间化合 固相转变过程分析，能够揭示复合界面层中金属 物的厚度控制.优化和控制复合界面层的厚度，尤 间化合物相和共晶相的形成机制，进而优化制备 其减小(I)层和（Ⅱ）层的厚度是提高铜铝复合板结 工艺参数，实现对复合界面层厚度的精确控制.根 合强度的关键因素之一 据复合界面层的组织结构、铜铝原子的分布规律， 3.2复合层形成过程 认为复合界面层形成过程分三个阶段，分别为固液 根据铜铝复合板复合界面层微观结构和物相 转变、固相转变和共晶转变，具体过程如图12所示复合层厚度越大，铜铝复合板的结合强度越小. 综上所述，界面结合强度主要由金属间化合 物的厚度控制. 优化和控制复合界面层的厚度，尤 其减小（I）层和（II）层的厚度是提高铜铝复合板结 合强度的关键因素之一. 3.2    复合层形成过程 根据铜铝复合板复合界面层微观结构和物相 分析，结合水平连铸复合成形过程中固液相变和 固相转变过程分析，能够揭示复合界面层中金属 间化合物相和共晶相的形成机制，进而优化制备 工艺参数，实现对复合界面层厚度的精确控制. 根 据复合界面层的组织结构、铜铝原子的分布规律， 认为复合界面层形成过程分三个阶段，分别为固液 转变、固相转变和共晶转变，具体过程如图 12 所示. 800 1000 100 200 300 400 500 0 复合层厚度/μm 一次冷却水流量/(L·h−1) 总厚度 θ相层厚度 γ相层厚度 总厚度 θ相层厚度 γ相层厚度 523 32 3.6 107 8 3.8 40 60 80 100 0 200 400 600 800 复合层厚度/μm 拉坯速度/(mm·min−1) 400 30 3.8 107 8 3.5 467 24 8 758 26 18 (a) (b) 图 7    工艺参数对铜铝复合板坯复合界面层厚度的影响 Fig.7    Effect of the technological parameters on the interfacial thickness of the Cu–Al composite plate 40 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 14 剥离强度/MPa 拉坯速度/(mm·min−1) 8.4 12.3 9.8 8.6 800 1000 0 2 4 6 8 10 12 14 剥离强度/MPa 一次冷却水流量/(L·h−1) 9.3 12.3 (a) (b) 图 8    工艺参数对铜铝复合板坯界面结合强度的影响 Fig.8    Effect of the technological parameters on the interfacial bonding strength of the Cu–Al composite plate (a) (b) 25.4 186.4 183.1 184.7 184.7 311.5 311.5 420.5 420.4 61.9 557.1 61.9 440 593.4 202 100 μm 50 μm 单位：HV 裂纹 裂纹 图 9    铜铝复合板坯界面显微硬度. （a） 低倍; （b） 高倍 Fig.9    Interface microhardness of the Cu–Al composite plate: (a) low magnification; (b) high magnification 王    珺等： 水平连铸复合成形铜铝层状复合材料的组织与性能 · 221 ·