易切削硫銅和碲銅棒材工藝試制及組織與性能

1、文章編號(hào):1007967X(2005)05003904易切削硫銅和碲銅棒材工藝試制及組織與性能?王艷杰劉?剛劉關(guān)強(qiáng)(沈陽(yáng)有色金屬加工廠遼寧沈陽(yáng)110102)摘?要:試驗(yàn)制備了銅?硫銅?碲兩種合金研究了擠壓工藝參數(shù)及冷變形對(duì)這兩種合金的機(jī)械性能、電氣性能顯微組織的影響為硫銅、碲銅棒材工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。硫、碲合金元素在鑄態(tài)下與銅形成化合物硫Cu2S、Cu2Te這兩種化合物在較高溫度與銅形成共晶以彌散而柔軟的第二相粒子的形式分布于銅基

2、體中細(xì)化晶粒顯著改善合金切削性能同時(shí)對(duì)導(dǎo)電率的影響比較小。關(guān)鍵詞:第二相彌散擠壓晶粒中圖分類號(hào):146.11???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A??精密導(dǎo)電器件不但要求有較高的導(dǎo)電性由于形狀復(fù)雜還要求有精密的尺寸、光潔的表面大都要進(jìn)行切削加工因此還要求材料有優(yōu)良的切削加工性能。純銅雖有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能但切削性能較差所以重要導(dǎo)電器件多采用含碲銅合金[1]。在保留銅合金的優(yōu)良特性的同時(shí)導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能降低不多而且可使用常規(guī)方法生產(chǎn)。近幾十年來(lái)美國(guó)等國(guó)家成功

3、地以元素硫、硒、碲加到銅和銅合金中去它們不能溶解到基體金屬中去以第二相形式彌散分布于晶間或晶內(nèi)加之它們形成的第二相都很軟(顯微硬度低于Cu2O)[2]使切屑易斷改善材料切削性能。作為易切削材料使用的硫銅(14720)碲銅(14500)合金目前國(guó)內(nèi)對(duì)于其生產(chǎn)工藝、組織和性能的研究很不充分研究報(bào)道極少。沈陽(yáng)有色金屬加工廠在試生產(chǎn)的過(guò)程中積累了大量的技術(shù)數(shù)據(jù)為硫銅和碲銅的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。1?試驗(yàn)?zāi)康暮头椒ㄌ剿髁蜚~(C14720)、碲

4、銅(C14500)組織和性能的變化規(guī)律及合理的工藝參數(shù)制定符合ASTMB124中C14720、C14500的技術(shù)條件要求的棒材生產(chǎn)工藝。試制產(chǎn)品規(guī)格及狀態(tài):?300.06H50(拉制)?S25.40.10H50(拉制)1.1?合金制備(熔鑄)(1)使用設(shè)備:工頻600kg電爐表1?銅合金化學(xué)成份Table1?Chemicalcompositionofcopperalloys合金名稱牌?號(hào)Cu(最小)PSTePb碲?銅C1450099.9

5、00.004~0.0120.40~0.70硫?銅C1472099.500.010~0.0300.20~0.500.1(2)鑄錠規(guī)格:?223!(370~400)mm(3)澆鑄溫度:1200~1220?(4)覆蓋劑:烤紅煙灰(5)加P?Cu中間合金作為脫氧劑含磷量C14720為0.02%C14500為0.01%。(6)由于硫易燒損須以硫粉裝入薄壁銅管內(nèi)密封兩頭插入碲以紫銅薄帶包好后加入。配料比C14720硫:0.45%C14500碲:0.

6、55%取鑄造試樣進(jìn)行金相組織觀察并拍攝金相組織圖片。1.2?實(shí)驗(yàn)觀察與測(cè)試鑄坯經(jīng)2500t擠壓機(jī)加工成棒材采用水封擠壓和擠壓后空冷這兩種方式比較機(jī)械性能和金相組織的差別擠壓后進(jìn)行綜合機(jī)械性能試驗(yàn)包括抗拉強(qiáng)度硬度導(dǎo)電率延伸率、晶粒度。擠壓坯料規(guī)格:?33!(3000~3500)mm1.3?繪制硬化曲線將擠壓坯料拉制成棒材按拉伸道次取金相試樣和綜合機(jī)械性能試樣進(jìn)行材料硬化性能實(shí)驗(yàn)繪第21卷第5期2005年10月????????????有?色

7、?礦?冶NONFERROUSMININGMETALLURGY???????Vol.21.#5October2005?收稿日期:20050607作者簡(jiǎn)介:王艷杰(1967?)女高級(jí)工程師主要從事有色金屬新材料與性能的研究。很微弱。這一點(diǎn)與性能測(cè)試得到的結(jié)論相一致即硫銅和碲銅的性能與純銅相差很微小僅造成延伸性的少量損失。圖1?金相顯微組織2.3?合金的冷加工性能硫、碲銅合金具有良好的冷加工能力可以從?34mm的擠壓態(tài)棒材經(jīng)多道次的冷拉直接加

8、工到?18mm而不用中間退火且加工硬化速率明顯低于其他銅合金。硫銅(C14720)、碲銅(C14500)綜合機(jī)械性能曲線如圖2所示。圖2顯示了硫銅和碲銅的硬化規(guī)律很顯然兩條曲線的重合性相當(dāng)好說(shuō)明硫銅和碲銅具有相對(duì)一致的性能硬化速度。并且硬化速度均勻強(qiáng)度和硬度緩慢上升但延伸率在冷變形初始階段即迅速下降到較低數(shù)值延性損失速度明顯大于純銅。淬水和空冷兩種冷卻方式的擠壓坯料拉制成的棒材性能無(wú)明顯差異。硫銅、碲銅的硬化速度與純銅相似只有延伸性能略

9、受影響。較大的冷加工只能使合金的導(dǎo)電率下降2%左右導(dǎo)電率的下降幅度不大反映了硫、碲銅合金的導(dǎo)電率對(duì)冷加工不敏感。圖2?冷加工對(duì)銅碲、銅硫合金的?b?10HB的影響Fig.1?Effectofcoldwkonthe?b?10HBofthetwocopperalloys表3?碲銅(C14500)冷加工性能測(cè)試數(shù)據(jù)table3?ColdWkTestDatasOfTelluriumCopper7#流?程加工率?(%)抗拉強(qiáng)度?b延伸率?10硬?

10、度HB525030IACS(%)1#流?程加工率?(%)抗拉強(qiáng)度?b延伸率?10硬?度HB525030?34空?冷R2302453738頭53.8尾53.389.1水?封R?34R頭235尾2453637頭59.5尾52.83116282.11387.787.93022308.07.097.22832348.63.599.587.92737358.75.01032546383.94.210787.62450389.94.71022258

11、401.33.511186.52161419.33.21142065410.6211087.11968424.43.81141871424.91.011486.52.4?材料切削性能的變化根據(jù)文獻(xiàn)5介紹影響切削性能的因素很多除了正確選擇切削工藝條件外再結(jié)晶晶粒呈均勻細(xì)粒狀第二相細(xì)且均勻分布是至關(guān)重要的第二相細(xì)且均勻分布其效果甚至比提高合金含量還要好。易切削銅材進(jìn)行拉伸加工可使剪斷力增大再加上柔41第5期????????????王艷杰易切