Cu-Ni-Si基引線框架材料組織和性能的研究以及加工工藝的探索.pdf

1、本文設(shè)計(jì)了四種Cu-Ni-Si基合金成分，運(yùn)用光學(xué)金相分析(OM)，透射電鏡(TEM)，電子束微區(qū)分析(EDAX)，X射線能譜分析等多種分析和測(cè)試手段，較系統(tǒng)和深入地研究了合金的組織以及第二相的成分、結(jié)構(gòu)、形貌、大小和分布。通過(guò)幾種工藝方法試驗(yàn)，研究了合金元素和加工工藝對(duì)合金的強(qiáng)度、導(dǎo)電性和軟化溫度等性能的影響，旨在進(jìn)行成分的優(yōu)化和工藝的調(diào)整。 研究發(fā)現(xiàn)，采用合理的熱處理工藝可以使Cu-3Ni-0.6Si基合金在時(shí)效過(guò)程中析出尺

2、寸在20-40nm之間的δ-Ni2Si顆粒，從而使合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電率達(dá)到良好的匹配。通過(guò)透射電鏡(TEM)電子衍射花樣發(fā)現(xiàn)，這種析出物與基體晶格間存在確定的位向關(guān)系：(100)基體∥(100)析出物，[012]基體∥[001]析出物。加入微量的P能有效地提高Cu-3Ni-0.6Si基合金的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)使δ-Ni2Si析出顆粒的彌散度提高，尺寸減小，但會(huì)降低合金的導(dǎo)電率。加入少量的Cr能有效地提高Cu-3Ni-0.6Si基合金的強(qiáng)度和

3、軟化溫度。此外，減少Cu-3Ni-0.6Si基合金中Si的含量有助于提高合金的導(dǎo)電率，但卻降低了合金的強(qiáng)度。 在形變后固溶時(shí)效工藝下，研究合金隨時(shí)效溫度和時(shí)間的變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，時(shí)效溫度越高，δ-Ni2Si顆粒析出得越快，合金達(dá)到硬度峰值所需的時(shí)間就越短。到達(dá)峰值后，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)效時(shí)間，析出的δ-Ni2Si隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)不斷長(zhǎng)大，共格關(guān)系部分失落，顆粒間間距增大。同時(shí)，導(dǎo)電率隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)不斷地提高。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和固態(tài)相變基本原理，

4、推導(dǎo)出合金形變并固溶處理后，時(shí)效過(guò)程中導(dǎo)電率隨時(shí)間變化的Avrami導(dǎo)電率動(dòng)力學(xué)方程。對(duì)加工工藝調(diào)整的研究發(fā)現(xiàn)，在形變前進(jìn)行固溶預(yù)時(shí)效能夠提高合金的硬度、強(qiáng)度和導(dǎo)電率。另外，對(duì)預(yù)時(shí)效溫度的研究結(jié)果表明，預(yù)時(shí)效溫度的升高有利于提高合金的硬度。預(yù)時(shí)效溫度越高，合金能達(dá)到的最大導(dǎo)電率就越大。采用優(yōu)化后的加工工藝和熱處理后，此合金Cu-3Ni-0.6Si-0.2Cr的性能指標(biāo)為：硬度215HV，強(qiáng)度919MPa，導(dǎo)電率45IACS％，延伸率12