少量鐵、鎳、鋁對純銅組織與性能影響規(guī)律的試驗研究.pdf

1、本文對紫雜銅熔煉微合金化試驗研究采取逆加法,就是在高純銅內(nèi)加入特定少量的金屬雜質(zhì)元素,對某種或幾種金屬元素對銅組織與導(dǎo)電性能的影響規(guī)律進行試驗研究。試驗前期的開展采用金屬熔合法,制備CuFe5、CuAl10、CuLa10中間合金。在大氣環(huán)境下,利用中間合金、電解鎳、高純銅及精木炭,在中頻感應(yīng)爐中熔煉Cu-Fe、Cu-Ni、Cu-Al、Cu-Ni-Al、及Cu-Fe-Al-(La)合金試樣。分別研究了少量Fe(WFe=0.2％、0.5%、

2、0.8%、1.0%)、Ni(WNi=0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)、Al(WAl=0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)及(Fe、Al)復(fù)合加入(WFe=0.2%、0.5%、0.8%,WAl=0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)、(Ni、Al)復(fù)合加入(WNi=0.6%、0.9%、1.2%,WAl=0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)對高純銅組織與性能的影響規(guī)律,另外還探討了微量稀土La(WLa=0.01%、0.03

3、%、0.05%、0.07%、0.09%)對含F(xiàn)e、Al(WFe=0.5%、WAl=1.2%)銅合金試樣的組織與導(dǎo)電性能的影響。試驗中對鑄態(tài)試樣采用的熱處理工藝為均勻化退火。最后對鑄態(tài)合金試樣進行化學(xué)成分測試,并對鑄態(tài)與均勻化退火態(tài)合金試樣分別進行了金相分析、拉伸試驗、硬度及導(dǎo)電率測試,利用XRD、SEM、EDS等方法進一步分析了加入復(fù)合元素的合金試樣的相與組織,在理論上分析與探討了Fe、Ni、Al、La元素對純銅組織與性能的影響規(guī)律。本

4、文旨在為工業(yè)中紫雜銅直接利用時,避免對銅性能影響過大的某些金屬雜質(zhì)元素的帶入,對紫雜銅的拆解與分類以及紫雜銅熔煉時其內(nèi)金屬雜質(zhì)造成銅的微合金化提供一定的理論參考。本次試驗研究結(jié)果表明:
　　(1)在大氣環(huán)境下采用中頻感應(yīng)爐,通過銅中間合金,采取適合的熔煉工藝,可往銅內(nèi)有效加入Fe、Ni、Al金屬元素,模擬熔鑄出成分特定的“紫雜銅”合金試樣進行研究。
　　(2)在本次試驗條件下,金屬Fe、Ni、Al元素?zé)o論是單獨還是復(fù)合加入(

5、Fe/Al、Ni/Al)到純銅溶液中,都對其有不同程度的強化與細化作用,伴隨金屬Fe、Ni、Al含量的增加,對銅的強度與硬度都有不同程度的提高,而導(dǎo)電率則有不同程度的降低。鑄態(tài)合金試樣經(jīng)均勻退火后,其強度與硬度有不同程度的減小,而導(dǎo)電率則有不同程度的提升。
　　(3)往Cu-0.5Fe-1.2Al合金試樣內(nèi)加入微量的稀土La,所得鑄態(tài)試樣硬度與導(dǎo)電率最大值分別為72.1HB與66.7%IACS(未加入稀土元素前的硬度為61.9HB

6、,導(dǎo)電率為59.2%IACS)。往合金試樣中加入適量稀土La后對其硬度及導(dǎo)電率的提升具有明顯作用。
　　(4)利用高純銅制備的合金試樣,通過XRD及EDS分析可知,少量金屬Fe、Ni、Al元素單獨加入Cu基體后,它們完全固溶于Cu基體內(nèi),合金試樣組織中只存在大量的α-Cu相;復(fù)合加入時,金屬元素在Cu基體內(nèi)相互影響,除大部分固溶于Cu基體外,還可能會生成κ-Al3Fe、δ-AlNi與Cu3Al2等化合物相。
　　(5)往Cu