【正文】 這主要是由于有可能在界面上形成脆性金屬間化合物，芯材與包覆層材料是否存在相同的軟化退火溫度范圍等因素所致。 對于 一般的金屬與合金 ，為了獲得較大的斷面壓縮率，往往需要進(jìn)行多道次拉拔，道次之間施行軟化退火處理。復(fù)合材料拉拔時，除斷面壓縮率外，包覆材與芯材的變形抗力比 ?YS／ ?YC, 半徑比 R0／ Ri，拉拔模半角 ?以及摩擦系數(shù) m等對于實(shí)現(xiàn)正常拉拔均有重要影響。 由于拉拔加工時變形區(qū)內(nèi)為軸向拉應(yīng)力狀態(tài)，故每一道次的變形量不能太大，否則，容易產(chǎn)生拉斷而無法實(shí)現(xiàn)正常加工。 2. 包覆材的拉拔加工 采用普通擠壓法與靜液擠壓法通常只能成形直徑較大的復(fù)合棒材，欲制備各種小尺寸的復(fù)合線材，一般需要進(jìn)行后續(xù) 拉拔加工 。 ④ 對于應(yīng)力腐蝕裂紋敏感的材料，在加工方法與加工條件的選擇上需要進(jìn)行合理化，防止或最大限度地減少制品在使用過程中應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。 ③ 由于拉拔力 (軸向力 )是夾具通過雙層管的外層傳遞的，因而拉拔力對界面接合具有一定的影響，既有有利于接合的情形，也有不利于接合的情形。 ① 根據(jù)拉拔復(fù)合的原理，要求正確選擇管坯的成形方法與硬度，使縮管拉拔時外側(cè)管的屈服應(yīng)力低于內(nèi)側(cè)管屈服應(yīng)力，而擴(kuò)管拉拔時外側(cè)管得屈服應(yīng)力高于內(nèi)側(cè)管的屈服應(yīng)力，確保復(fù)合能有效進(jìn)行。 即： 拉撥法成形雙金屬管在生產(chǎn)成本、設(shè)備以及生產(chǎn)性等方面具有較高的實(shí)用性。 拉拔復(fù)合的基本原理是內(nèi)外金屬管在塑性變形后均要產(chǎn)生一定量的 彈性回復(fù) ，如能正確選擇、控制內(nèi)外層材料的材質(zhì)，使外層金屬與內(nèi)層金屬的彈性回復(fù)量存在差異，則可在內(nèi)外層界面之間形成附加壓應(yīng)力 (即外層金屬管對內(nèi)層金屬管產(chǎn)生附加 抱緊力 )而實(shí)現(xiàn)機(jī)械接合。 拉拔復(fù)合 拉拔成形主要用于兩個方面，一是雙金屬管的復(fù)合，二是對采用擠壓法成形的雙金屬管、包覆棒材進(jìn)一步加工，以獲得細(xì)長尺寸制品。圖835(b)為典型的高剛性滑接復(fù)合導(dǎo)線斷面形狀， 20世紀(jì) 70年代以來已在國外獲得實(shí)際應(yīng)用。 擠壓時鋼帶通過分流橋進(jìn)入模芯，然后在焊合腔內(nèi)與鋁合金壓合，從?？讛D出。 為此，可以將輸電導(dǎo)體設(shè)計成鋁 鋼復(fù)合體，例如，對于斷面為工字形的鋁質(zhì)輸電導(dǎo)體，可在上頂面復(fù)合一層不銹鋼帶，既可大大提高其與導(dǎo)電弓之間的耐磨性，還可提高其懸架剛性。采用鋁作滑接輸電導(dǎo)體時，具有導(dǎo)電性能好、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，但又有耐磨性、懸架剛性差等缺點(diǎn)。將 12根直徑 2mm的硬鋼線呈對稱排列復(fù)合到外徑、壁厚 6063合金管中，可得到比常規(guī)的6063鋁合金管抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、壓縮失穩(wěn)強(qiáng)度提高 45％～ 50％以上的復(fù)合管，而其單重僅增加不到 15％。 圖 834所示為 鋼絲 增強(qiáng) 6063鋁合金管的分流模擠壓復(fù)合法示意圖，鋼絲通過分流模的分流橋進(jìn)入模芯附近，與鋁合金管復(fù)合成一體從?？讛D出。 超導(dǎo)線材主要用于超高強(qiáng)度磁場發(fā)生器、核磁共振成像系統(tǒng)、磁懸浮、電力輸送與蓄能、各種功能器件與裝備等方面。因此，如采用純鋁作穩(wěn)定包覆材，其效果優(yōu)于純銅，且有利于減輕超導(dǎo)線材的重量。 如前所述，用銅或鋁包覆的主要且的是為了獲得穩(wěn)定的超電導(dǎo)效果，目前實(shí)用 NbTi超導(dǎo)線材中，以銅作穩(wěn)定包覆材料的占絕大多數(shù)。擠壓多芯復(fù)合棒經(jīng)反復(fù)拉拔伸線、退火處理拉制成所需斷面尺寸的線材 。采用靜液擠壓法將復(fù)合坯擠壓成直徑為 50～ 80mm的多心復(fù)合棒。然后將復(fù)合棒切斷成一定尺寸長度，經(jīng)矯直、表面研磨與清洗加工后，以緊密堆積方式排列于銅圓筒內(nèi)，采用電子束焊接法將兩端封閉，制成復(fù)合擠壓坯。 NbTi多芯復(fù)合線的加工工藝過程如圖 832所示。為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，需要采用電阻小、熱傳導(dǎo)性能良好的銅或鋁進(jìn)行包覆，以便在有局部發(fā)熱時，其熱量能被迅速逸散掉。這些超導(dǎo)材料的主要特點(diǎn)是加工性能好，可加工成長尺寸線材或線卷，且性能穩(wěn)定。 超導(dǎo)材料基本上可以分為 金屬系 與 氧化物系 兩大類，前者為 低溫超導(dǎo)材料 ，后者為 高溫超導(dǎo)材料 。根據(jù)需要，擠壓復(fù)合的包覆線材還可采用流體潤滑模拉拔法進(jìn)行后續(xù)加工。 圖 83l為利用帶張力普通正擠壓法的實(shí)際鋁包鋼導(dǎo)線生產(chǎn)線示意圖。也可適用于斷面形狀較為簡單的異型線包覆。 帶張力擠壓法具有如下 特點(diǎn) ： ① 隨著擠壓比的增加 (包覆層厚度的減小 )，擠壓所需壓力上升；而隨著前方張力的增加，擠壓所需壓力迅速下降，包覆層的最大擠壓比很快上升，可高達(dá) 15000以上 (包覆層的厚度可薄到 )。 D 帶張力擠壓法 這是一種在擠壓機(jī)的前方對包覆制品施加張力，以實(shí)現(xiàn)低包覆率 (包覆層厚度很小 )的擠壓法，通常用于在成形溫度下芯材的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于包覆材的強(qiáng)度這樣一類包覆制品的成形。為了實(shí)現(xiàn)薄層包覆 (即低包覆率 )，需要在出口側(cè)對包覆線材施加張力。 C 連續(xù)擠壓法 (Conform： Continuous extrusion forming) 連續(xù)擠壓包覆成形的基本原理如圖 829所示，適合于 芯材無變形 的連續(xù)包覆成形，如用作架空高壓線的鋁包鋼線和電車輸電導(dǎo)線等。當(dāng)擠壓溫度較高時，異種金屬之間仍容易生成脆性化合物，對金屬的綴合以及擠壓后復(fù)合材料的性能均有較大影響。 這主要是由于坯料的制備復(fù)雜、一支坯料的擠壓周期長 (非擠壓時間長 )、成材率低、擠壓初期高壓液體的密封困難等原因所致。 化工、電鍍工業(yè)上用作電極的鈦包銅棒的成形工藝過程如圖 828所示，其中靜液擠壓溫度在 650～ 700℃ 之間，擠壓復(fù)合棒的界面接合強(qiáng)度可達(dá) 120～ 150MPa。 靜液擠壓工藝因 金屬組合 、 包覆率 、 制品尺寸 與 斷面形狀 等的不同而異。 由于上述特點(diǎn)，靜液擠壓廣泛應(yīng)用于各種精密電子器件用復(fù)合導(dǎo)線、耐蝕性復(fù)合導(dǎo)線、復(fù)合電極等斷面形狀較為簡單的實(shí)心材料的成形。由于復(fù)合是在高壓、芯材與包覆層同時產(chǎn)生塑性變形的條件下進(jìn)行的，可以獲得高質(zhì)量的復(fù)合界面。 由于坯料與擠壓筒壁、坯料與擠壓墊片之間填充有黏性介質(zhì)而不產(chǎn)生直接接觸，且坯料與擠壓模之間的潤滑狀態(tài)良好，從而大大改善了金屬流動的均勻性。 ④ 對于雖不易形成化合物，但接合性能較差的金屬組合，也可以在復(fù)合界面之間 添加有利于提高接合強(qiáng)度的過渡金屬層?？梢钥紤]在內(nèi)外層金屬之間加入過渡層金屬箔，以提高界面接合質(zhì)量。例如，鈦包銅復(fù)合材料擠壓時，當(dāng)擠壓溫度低于 700℃時，界面化合物層非常??；而當(dāng)擠壓溫度高于 800℃ 時，界面化合物層厚度迅速增加，嚴(yán)重影響界面的接合質(zhì)量。在 冷擠壓 條件下，要獲得較高的界面接合強(qiáng)度，一般需要擠壓比達(dá)到 5， 7以上，而要獲得冶金接合，則需要擠壓比達(dá)到 10～ 20以上的變形程度。 ② 采用較大的擠壓比 ，保證界面在變形過程中產(chǎn)生足夠的新生面。 通過選用具有合適模角的擠壓模，在坯料與擠壓筒壁之間進(jìn)行潤滑等措施，可以減輕或減少缺陷的形成，擴(kuò)大擠壓成形范圍。 當(dāng)內(nèi)外層材料的變形抗力或塑性流動性能相差較大時，還容易產(chǎn)生 波浪 、 竹節(jié) 、 芯材破斷 、 包覆層破斷 、 內(nèi)外層之間鼓泡 、 表面皺紋等缺陷 ，如圖 825所示。 與雙金屬管復(fù)合坯料擠壓成形時的情形一樣，這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝比較簡單，且因為變形量大，加之熱擠壓時變形區(qū)內(nèi)高溫高壓的作用，復(fù)合制品的界面比較容易實(shí)現(xiàn)冶金接合。 其中前兩種方法為采用復(fù)合坯料進(jìn)行擠壓的方法， 包覆材 與 芯材 同時產(chǎn)生塑性變形；后三種方法屬于單純包覆法，芯材一般不產(chǎn)生塑性變形。 單芯包覆材料 的成形主要采用 擠壓 或 擠壓后再進(jìn)行拉拔 的方法。 另一類單芯包覆材料是斷面形狀為非圓形的 異型復(fù)合導(dǎo)電材料 ，常見的有如圖 823所示的銅包鋁 (或鈦包銅 )導(dǎo)電材料與鋁包鋼電車導(dǎo)線。 這一類復(fù)合線材的特點(diǎn)是，在利用銅、鋁的優(yōu)秀導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，鋁的低密度 (?=)的同時，通過復(fù)合賦予線材以特殊的物理性能 (如低線膨脹系數(shù) )或高強(qiáng)度、高剛性、耐蝕耐磨性等。 典型的多芯包覆材料是低溫超導(dǎo)多芯復(fù)合線。 2. 包覆材料擠壓 包覆材料可分為普通包覆材料 (或稱 單芯包覆材 )與多芯包覆材 兩大類。 由上述討論可知，采用多坯料擠壓法成形雙金屬管具有以下 優(yōu)點(diǎn) ： ① 直接采用圓形坯料進(jìn)行擠壓，可以省去制備復(fù)合坯料的工序； ② 制品的內(nèi)外層壁厚尺寸均勻，無竹節(jié)、斷層、起皮等缺陷產(chǎn)生； ③ 內(nèi)外層界面焊合質(zhì)量好，達(dá)到金屬學(xué)的接合； ④ 坯料組合自由度大，即使是