引線框架用無鈹銅合金強(qiáng)化機(jī)理研究.pdf

1、高導(dǎo)高強(qiáng)銅基合金以其優(yōu)異的綜合性能，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)件、引線框架等多個(gè)領(lǐng)域，Cu-(Ni、Co)-Be系銅合金具有很好的時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng)，是銅基合金材料中使用頗多的，也是當(dāng)今銅基合金中研究的熱點(diǎn)。但由于該系合金中加入的Be元素在加工過程中損害人的身體健康，并且對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因而本課題設(shè)計(jì)了一種主加Co元素和選加 Zr、Si、Ti、稀土等元素的銅合金，名義合金成分為Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr，能實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保無污染

2、，對該種銅合金進(jìn)行熱處理，實(shí)現(xiàn)多元復(fù)合強(qiáng)化的效果，滿足引線框架用材料高導(dǎo)高強(qiáng)的性能使用要求。
　　對Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金進(jìn)行固溶、時(shí)效及冷變形工藝處理，采用硬度計(jì)、渦流導(dǎo)電儀、拉伸試驗(yàn)機(jī)測試合金的硬度、電導(dǎo)率、強(qiáng)度，運(yùn)用金相顯微鏡（OM）觀察合金的金相組織，研究合金在不同處理工藝條件下的組織和性能，確定該合金的熱處理工藝參數(shù)。通過 X射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）、高分辨透射電鏡（HRTEM）

3、等手段，研究合金時(shí)效過程中的時(shí)效析出規(guī)律，利用DigitalMicrograph軟件及PDF卡片確定合金的時(shí)效析出相，揭示了該合金的時(shí)效強(qiáng)化機(jī)理。主要研究成果如下：
　　將熱鍛后的Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金進(jìn)行980℃×2h固溶（水冷）+510℃×3h時(shí)效（空冷）處理，合金的布氏硬度為198.2HB，電導(dǎo)率為47.9％IACS(27.8MS/M)，合金的抗拉強(qiáng)度為658.5MPa，屈服強(qiáng)度為560.1MPa

4、，延伸率為12.9%。合金經(jīng)980℃×2h固溶處理后，進(jìn)行不同變形量的冷變形處理，隨著冷變形量的增加，合金時(shí)效后的硬度和強(qiáng)度不斷增加。合金經(jīng)980℃×2h固溶（水冷）+60%拉拔變形+480℃×2h時(shí)效（空冷）處理后，合金的布氏硬度為225.5HB，電導(dǎo)率為45.9%IACS(26.6MS/M)，抗拉強(qiáng)度為738.2Mpa，屈服強(qiáng)度為699.7MPa，延伸率為11.6%，合金經(jīng)拉伸斷裂后表現(xiàn)為韌性斷裂，斷口呈韌窩狀，合金的晶粒因冷拉變形

5、呈現(xiàn)細(xì)條狀，且晶粒中存在交錯(cuò)孿晶。
　　合金經(jīng)980℃×2h固溶（水冷）處理后，分別在510℃下進(jìn)行8min、0.5h、1 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h時(shí)效（空冷）處理，選取8min、3h、8 h時(shí)效處理合金試樣進(jìn)行透射電鏡分析。8min時(shí)效合金的透射電鏡明場像表現(xiàn)為波紋狀的應(yīng)變襯度，且透射電鏡的衍射花樣呈現(xiàn)衛(wèi)星斑，結(jié)合8min、3h合金X衍射圖呈現(xiàn)的邊帶效應(yīng)變化，確定Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合

6、金在時(shí)效初期為調(diào)幅分解。
　　Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金的時(shí)效過程中共經(jīng)歷三個(gè)階段：在時(shí)效初期，調(diào)幅分解逐漸形成G.P區(qū)；隨著時(shí)效時(shí)間的延長或時(shí)效溫度的升高，G.P區(qū)開始長大并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g過渡相，過渡相與基體共格，在基體上形成瓣?duì)畹墓哺駪?yīng)力場；當(dāng)合金進(jìn)入時(shí)效后期（過時(shí)效階段），中間過渡相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑囟ňw結(jié)構(gòu)的析出相Co2Si，析出相與基體的共格關(guān)系被打破，合金的硬度下降。對時(shí)效510℃×3h后的合金進(jìn)行