深冷處理的Cu-Cr-Zr電極合金組織與性能研究.pdf

1、Cu-Cr-Zr合金是沉淀析出強(qiáng)化型高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金,該合金在汽車制造業(yè)的電阻點(diǎn)焊電極制造中應(yīng)用廣泛.目前國產(chǎn)Cu-Cr-Zr合金性能不穩(wěn)定,用于鍍層板及鋁合金的點(diǎn)焊電極壽命很低.深冷處理可以提高Cu-Cr-Zr合金電極使用壽命,但目前對于有色金屬深冷處理改善性能的機(jī)理還不十分清楚.因此,本文通過試驗的方法系統(tǒng)研究了深冷處理對Cu-Cr-Zr合金組織性能的影響,并從微觀層次探討了深冷處理提高Cu-Cr-Zr合金性能的機(jī)理及其提高電極使用壽

2、命的微觀機(jī)制.本文主要研究結(jié)果如下.利用金相顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線小角散射及定量金相分析研究了深冷處理對Cu-Cr-Zr合金微觀組織結(jié)構(gòu)的影響.深冷處理可以促使合金Cu 基體中的析出相顆粒彌散析出,從而強(qiáng)化基體組織.利用透射電子顯微鏡觀察深冷處理前后的Cu-Cr-Zr合金的組織結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)深冷處理可以促使合金中的位錯發(fā)展為位錯環(huán)、使合金產(chǎn)生孿晶,分別通過Orowan位錯機(jī)制及極軸機(jī)制解釋了位錯環(huán)和孿晶的形成機(jī)制.正電子湮沒

3、實(shí)驗研究發(fā)現(xiàn)隨著深冷處理保溫時間的延長,合金空位濃度呈降低趨勢.利用X射線光電子能譜對合金元素化學(xué)狀態(tài)進(jìn)行了表征,結(jié)果表明合金XPS譜圖中峰強(qiáng)度增加,這是由于深冷處理使Cr、Zr元素從固溶體中析出以及合金基體中空位等缺陷的減少,提高了合金基體的純度所致.此外,長時間的深冷處理引起合金表層電子結(jié)合能的增加.深冷處理提高了Cu-Cr-Zr合金的電導(dǎo)率、抗拉強(qiáng)度和耐磨性等性能.利用SEM、EDS等對拉伸斷口及磨損表面進(jìn)行了分析后,結(jié)合合金組織

4、結(jié)構(gòu)的變化,基于Orowan位錯機(jī)制對Cu-Cr-Zr合金的強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行分析認(rèn)為,合金深冷處理強(qiáng)化的主要原因是第二相顆粒的彌散析出、位錯環(huán)及孿晶的產(chǎn)生；深冷處理后合金導(dǎo)電性能的改善是由于第二相顆粒的析出及微觀缺陷的減少.力學(xué)性能和導(dǎo)電性能的理論分析結(jié)果與試驗結(jié)果吻合.由于Cu基體本身硬度不能通過深冷處理得到提高,深冷處理后Cu-Cr-Zr合金的硬度提高的幅度不大. 深冷處理后合金的軟化溫度稍有降低,但在鋁合金點(diǎn)焊時可以滿足使用要