Influence of Production Parameters on Microstructure and Properties of Copper Matrix Composites

• Autorzy: Juszczyk B. , Malec W. , Ciura L. , Cwolek B. , Marchewka Ł.

Warianty tytułu

PL

Wpływ parametróww wytwarzania na mikrostrukturę i właściwości materiałów kompozytowych na osnowie miedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of studies into production of copper-based composites hardened with particles od A1203. Influence of chemical composition and process conditions on changes in structure and properties of the composites was examined. The following process parameters were examined: duration of powder composites milling, pressing pressure and temperaturę of sintering. Manufacturing process consisted of mechanical synthesis of copper powders and oxide of aluminium in the volume from 3 to 12%, and then their consolidation by two-side pressing followed by sintering. Sintering took place in the solid phases (Ts = 650 C) and with partial presence of liąuid phase (Ts = 950°C). Pressing was conducted in cold conditions, using various pressures of 300 and 400 MPa. As a finał operation a two-side pressing was applied under pressure of 500 MPa and recrystallization annealing. Evaluation of morphology of initial powders and structure of produced composites was done using scanning electron microscope (SEM), while the size of crystallites of Cu + A1203 powder mixture was determined by X-ray method. Density of the produced compacts was determined by geometrical method. Nasing on the density results also total porosity of the samples was determined.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące otrzymywania materiałów kompozytowych na osnowie miedzi umacnianych cząstkami AI2O3. Badano wpływ składu chemicznego oraz parametrów wytwarzania na zmiany struktury i właściwości badanych materiałów kompozytowych. Analizowano wpływ następujących parametrów wytwarzania: czasu mielenia komponentów proszkowych, ciśnienia prasowania oraz temperatury spiekania. Proces wytwarzania obejmował mechaniczną syntezę proszków miedzi oraz tlenku aluminium w ilości od 3 do 12% obj., a następnie ich konsolidację poprzez dwustronne prasowanie i nastęujące po nim spiekanie. Proces spiekania przebiegał w fazie stałej (Trms = 650 C) oraz z częściowym udziałem fazy ciekłej (Trms = 950C). Zabieg prasowania prowadzono na zimno, stosując różne ciśnienie prasowania 300 oraz 400 MPa. Jako zabieg końcowy zastosowano prasowanie dwustronne pod ciśnieniem 500 MPa oraz wyżarzanie rekrystalizujące. Oceny morfologii proszków wyjściowych oraz charakterystyki struktury uzyskanych materiałów kompozytowych dokonano przy użyciu mikroskopu skaningowego (SEM), natomiast wielkość krystalitów mieszanki proszkowej Cu + A1203 określono metodą rentgenowską, Gęstość otrzymanych wyprasek wyznaczono metodą geometryczną. Na podstawie uzyskanych wyników gęstości wyznaczono również porowatość całkowitą próbek.

Słowa kluczowe

EN

metal matrix composites; powder metallurgy; pressing; sintering; compact

PL

kompozyty; metalurgia proszków; spiekanie

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, iss. 1
• Strony: 15--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Juszczyk B.

autor

Malec W.

autor

Ciura L.

autor

Cwolek B.

autor

Marchewka Ł.

• Institute of Non-Ferrous Metals, 44-100 Gliwice, 5 Sowińskiego Str., Poland

Bibliografia

• [1] R. Palma, O. Sepulveda, Contamination effects on precipitation hardening of Cu-alumina alloys, pre-pared by mechanical alloying, Proc. 3-rd International Latin-American Conference on Powder Technology, Flo-rianopolis Brazil 2001, published in J. of Materials Science Forum.
• [2] N. Zhao, J. Li, X. Yang, Influence of the P/M process on the micro structure and properties of WC re-inforced copper matrix composite, J. Mater. Sci. 39, 4829 (2004).
• [3] D. V. Kudashov, H. Baum, U. Marti n, M. Heilmaie r, H. Oellel, Microstructure and room temperature hardening of ultra-fine-grained oxide-dispersion strengthened copper prepared by cry-omilling, Mat. Sci. Eng. A 387-389, 768 (2004).
• [4] B. Juszczyk, W. Malec, Ł. Marchewka, L. Ciura, B. Cwołek, The plasticity and structure of sintered copper matrix composites dispersion-strengthened after deformation, Hut. 8, 590 (2009).
• [5] D. W. Lee, B. K. Kim, Nanostructured Cu-Al203 composite produced by thermochemical process for elec-trode application, Mater. Lett., 58, 378 (2004).
• [6] J. Cadek, K. Kucharova, Novel interpretation of high temperaturę creep in an ODS Cu-ZrC>2 alloy, Kovove Materiały 40 (3), 133 (2002).
• [7] K. Kucharova, J. Cadek, Creep of ODS copper in two distinctly different temperaturę intervals as interpret-ed in ters of the true threshold stress, Kovove Materiały 40 (4), 231 (2002).
• [8] Z. Shi, M. Yan, The preparation of AI2O3-CU composite by internal oxidation, Appl. Surf. Sci. 134, 103 (1998).
• [9] P. Deshpande, J. Li, R. Lin, Infrared processed Cu composites reinforced with WC particles, Mater. Sci. and Engng A 429, 58 (2006).
• [10] J. W. Kaczmar, K. Pietrzak, W. Wlosiński, The production and application of metal matrix composite materiale, J. Mater. Process. Technol. 106, 58 (2000).
• [11] J. Villafuerte, Stronger copper for longer lasting contact tips and electrodes, J. Weld. 11, 1 (2003).
• [12] H. P. Klug, L. Alexander, X-ray diffraction proce-dures for polycrystalline and amorphous materials, John Wiley and Sons, New York (1974).
• [13] Z. Bojarski, E. Łągiewka, Rentgenowska analiza strukturalna, wydanie drugie poprawione i rozszerzone, WUŚ, Katowice (1995).