強(qiáng)流脈沖電子束處理CuCr25合金表面改性研究.pdf

1、高Cr含量的CuCr合金因其具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、優(yōu)良的導(dǎo)電性,廣泛應(yīng)用于制備真空斷路器、大規(guī)模集成電路引線框架材料、電車及電力火車架空導(dǎo)線以及電氣設(shè)備中。由Cu-Cr二元相圖可知,Cr在Cu中的固溶度較低,尤其是在低溫時(shí)幾乎不固溶。采用常規(guī)熔鑄法會(huì)造成 CuCr的分離,是無(wú)法制備出性能優(yōu)良的CuCr合金。目前常采用一些快速凝固,粉末冶金等制備工藝。高Cr含量的CuCr合金在制備過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)一定程度的富集與偏析,使顆粒聚集和分

2、布不均勻,從而使局部區(qū)域材料的性能急劇惡化,易引發(fā)材料表面率先失效,從而引起整體失效。因此通過(guò)研究 CuCr合金的表面組織成分及表面性能來(lái)提高表面性能已成為一種新趨勢(shì)。為了明確不同處理?xiàng)l件下銅鉻合金的表面改性機(jī)理,開(kāi)展了如下研究:
　　(1)用真空感應(yīng)熔煉得制備出CuCr25合金,不同工藝參數(shù)的強(qiáng)流脈沖電子束作用 CuCr25合金表面,在合金的表面出現(xiàn)了顯微裂紋及微孔等典型的電子束改性特征,表面的富 Cr相隨著轟擊次數(shù)的不斷增加,

3、慢慢被富 Cu相所浸沒(méi)。同時(shí)在Cu基體上出現(xiàn)了液相分離產(chǎn)生的球狀的Cr。CuCr25合金經(jīng)電子束表面重熔后,合金表面的導(dǎo)電性能稍有降低,但合金表面的耐蝕性能、耐磨性能均得到了顯著的提高。
　　(2)采用磁控濺射方法在CuCr25合金表面鍍層Al膜,通過(guò)強(qiáng)流脈沖電子束使鍍膜后的CuCr25合金表面產(chǎn)生合金化,在合金化后的表面出現(xiàn)了裂紋和火山坑,同時(shí)生成了新相AlCu4、Al2Cu3、Al2Cr,表面組織得以細(xì)化。在材料表面的導(dǎo)電性能

4、沒(méi)有下降的情況下,適當(dāng)?shù)靥岣吡瞬牧系母g性能和耐磨性能。
　　(3))采用磁控濺射方法在CuCr25合金表面鍍層Zr膜,通過(guò)強(qiáng)流脈沖電子束使鍍膜后的CuCr25合金表面產(chǎn)生合金化,產(chǎn)生了新相ZrCu、ZCur3和Cr2Zr,且表面組織得以細(xì)化。CuCr25表面合金化Zr后,表面導(dǎo)電性能稍有下降,但合金表面的耐蝕性能、耐磨性能均得到了顯著的提高。
　　(4)采用磁控濺射方法在CuCr25合金表面鍍層Nb膜,通過(guò)強(qiáng)流脈沖電子束使

5、鍍膜后的CuCr25合金表面產(chǎn)生合金化,表面Nb膜經(jīng)電子束照射后部分與Cr相生成新相Cr2Nb,部分Nb溶于Cu基體。CuCr25表面合金化Nb后,表面導(dǎo)電性能稍有下降,但合金表面的耐蝕性能、耐磨性能均得到了顯著的提高。
　　(5)采用磁控濺射方法在CuCr25合金表面鍍層Cr膜,通過(guò)強(qiáng)流脈沖電子束使鍍膜后的CuCr25合金表面產(chǎn)生合金化,表面Cr膜經(jīng)電子束照射,部分Cr固溶于 Cu基體中,部分由于液相分離以球狀或顆粒狀彌散分布于