高彈高導Cu-Ni-Sn合金組織與性能研究.pdf

1、通信、電子等行業(yè)的快速發(fā)展極大地促進了高彈性導電銅合金的發(fā)展。目前應用最廣泛的高彈性導電銅合金有鈹青銅和Cu-Ni-Sn合金。但是，鈹的化合物和粉塵有毒，熱穩(wěn)定性很差；而Cu-Ni-Sn合金無環(huán)境污染、生產成本低、熱穩(wěn)定性高，同時其機械性能可與鈹青銅相媲美。因此Cu-Ni-Sn合金得到廣泛研究。
　　本課題通過對Cu-Ni-Sn合金進行成分設計以及微量元素V的添加，探索V對合金組織和性能的影響。研究固溶、冷變形和時效處理對合金組織

2、和性能的影響，確定合金的最佳熱處理工藝。實驗結果主要有以下幾點：
　　(1)Cu-Ni-Sn合金的鑄態(tài)組織呈枝晶形態(tài)。合金基體分為三部分：枝晶主體是α相固溶體，富含Sn的γ相((Cu，Ni)3Sn化合物)和兩相之間的過渡區(qū)。在820℃保溫10h后，合金的枝晶偏析消除。
　　(2)隨著時效時間的延長，不同Ni含量Cu-Ni-Sn合金沿晶界析出沉淀，并連成線狀不斷地由晶界向晶內生長。隨著Ni含量的增加，時效析出速度加快，同時析出

3、物的數量．增多。Cu-7.5Ni-5Sn合金在380℃×5h時效后存在(Cu,Ni)3Sn有序強化相和Cu10Sn3相。
　　(3)不同Ni含量Cu-Ni-Sn合金在固溶、時效處理后，導電率和硬度明顯提高。隨著時效時間的延長，兩種合金的硬度先增大后減小，而導電率持續(xù)上升。增加Ni的含量會縮短合金到達峰值硬度的時效時間，同時加強硬化效果。Cu-5Ni-5Sn合金峰值導電率和硬度分別為i5.22％IACS和253.67HV；Cu-7.

4、5Ni-5Sn的峰值導電率和硬度分別為14.74％IACS和274HV。
　　(4)Cu-7.5Ni-5Sn合金在固溶處理后進行冷變形(變形量0％、17％、35％)，然后在380℃時效，得出結論：冷變形會縮短合金峰值硬度的時效時間，同時加強硬化效果：變形量越大，合金峰值導電率越高。
　　(5)Cu-7.5Ni-5Sn-xV(x=0，0.2，0.5)合金在固溶時效處理后，合金硬度和導電率明顯提高。隨著時效時間的延長，三種合金的

5、硬度先增大后減小，而導電率持續(xù)上升。添加V會延長到達合金硬化峰值的時效時間，同時增強硬化效果。三種合金的彈性模量分別為155.93GPa、155.96GPa和158.25GPa。
　　(6)由于在300℃時效溫度低，溶質原子脫溶速度慢，Cu-7.5Ni-5Sn和Cu-7.5Ni-5Sn-0.5V合金硬度、導電率都不高；在高溫450℃和520℃時效時，合金直接生成與基體非共格的穩(wěn)態(tài)γ-DO3((Cu，Ni)3Sn)相不連續(xù)沉淀，這會