本文關(guān)鍵詞：銅銀空心導(dǎo)線形變及熱處理工藝研究

  更多相關(guān)文章： 銅銀合金 微觀組織 力學(xué)行為 電導(dǎo)率

【摘要】：銅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,但是不同種類、含量合金元素的加入會(huì)對(duì)銅的導(dǎo)電性、力學(xué)性能等產(chǎn)生較大的影響,其中銀元素是對(duì)銅性能影響最小的。本文研究了銀含量為0.086%的銅銀合金空心導(dǎo)線加工中,擠壓、拉拔過程形變及后期熱處理對(duì)其組織性能的影響,并通過研究工藝參數(shù)對(duì)組織和性能影響的規(guī)律,優(yōu)化出了最佳的工藝參數(shù),使最終得到的產(chǎn)品具有良好的強(qiáng)度和電性能的配合。通過金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡對(duì)空心導(dǎo)線微觀組織及斷口形貌進(jìn)行觀察,利用配有Oxford EBSD系統(tǒng)的ZEISS EVO MA 10 SEM進(jìn)行電子背散射檢測(cè),對(duì)合金晶粒取向、取向差等進(jìn)行分析,并采用金屬電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x對(duì)合金的電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量。主要研究結(jié)果如下：銅銀空心導(dǎo)線的成型工藝主要包括熔鑄、擠壓、拉拔以及中間退火工藝,其中熔鑄過程中稀土合金元素的加入既可細(xì)化鑄態(tài)組織,又可達(dá)到減少夾雜物的目的。擠壓過程中采用基于兩側(cè)具有耳部凹槽的外模和截面為圓形的穿孔針內(nèi)模的異性組合模具進(jìn)行擠壓,提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和成材率。通過對(duì)銅銀合金導(dǎo)線不等壁厚結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),一方面提高了散熱率,另一方面降低了集膚效應(yīng)。銅銀合金連鑄坯經(jīng)擠壓變形后,合金的顯微組織為等軸晶,縱剖面與橫截面的晶粒大小基本相同,平均晶粒尺寸為19.7μm,晶粒內(nèi)部觀察到少量的孿晶,孿晶體積分?jǐn)?shù)約為12.8%,此時(shí)銅銀合金微觀組織的大、小角度晶界所占比例相差不大；與擠壓態(tài)相比,拉拔態(tài)的晶粒被拉長(zhǎng),呈橢球狀,平均晶粒尺寸為16.691μm,孿晶數(shù)量明顯減少,為0.363%,由于合金組織的取向差偏離了隨機(jī)狀態(tài),小角度晶界所占比例有明顯上升,且銅銀合金的抗拉強(qiáng)度、硬度均顯著增大,而電導(dǎo)率略有下降；拉拔處理后的再結(jié)晶退火,合金內(nèi)部發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶,形成均勻的等軸晶組織,平均晶粒尺寸減小為14.75μm。合金經(jīng)中間退火后晶粒內(nèi)部出現(xiàn)大量的退火孿晶,其體積分?jǐn)?shù)約為23.2%,這是合金中的大角度晶界比例急劇增大的結(jié)果,中間退火還使得合金的電導(dǎo)率升高,強(qiáng)度、硬度略有下降,材料的各向異性減弱。最后經(jīng)過一道次拉拔的成品試樣,硬度為129.7HV,強(qiáng)度400MPa,導(dǎo)電率99.5%IACS。對(duì)銅銀合金拉拔后經(jīng)不同熱處理制度的研究得出,在銅銀合金的再結(jié)晶溫度以上,具體在370℃-570℃之間進(jìn)行退火并保溫1.5h,微觀組織并無明顯的變化,強(qiáng)度、硬度均在士3的范圍內(nèi)波動(dòng),電導(dǎo)率基本保持不變,即可認(rèn)為在此溫度區(qū)間的再結(jié)晶退火對(duì)銅銀合金性能影響不大。在370℃、570℃,保溫時(shí)間分別為0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h,分別對(duì)相同形變的合金進(jìn)行熱處理,發(fā)現(xiàn)合金的強(qiáng)度、硬度值均在1.5h時(shí)達(dá)到最低,即保溫時(shí)間為1.5h時(shí),合金的加工硬化現(xiàn)象消除的最徹底。因此,采用370℃×1.5h的熱處理工藝參數(shù)進(jìn)行拉拔變形工藝的中間退火,即可實(shí)現(xiàn)后續(xù)工序低拉拔抗力的形變加工,即中間熱處理工藝可以優(yōu)化為370℃×1.5h,針對(duì)中間退火工藝的優(yōu)化,既降低了能耗,又提高了生產(chǎn)效率,。
【關(guān)鍵詞】：銅銀合金 微觀組織 力學(xué)行為 電導(dǎo)率
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM24;TG146.11
【目錄】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 引言16-17
• 1.2 高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 銅合金強(qiáng)化方式及強(qiáng)化機(jī)理19-20
• 1.2.2 影響銅合金導(dǎo)電率的因素20-21
• 1.3 銅銀合金成分設(shè)計(jì)21-23
• 1.4 銅銀合金線材制備工藝對(duì)組織性能的影響23-30
• 1.4.1 連鑄工藝23-25
• 1.4.1.1 上引連鑄法工藝簡(jiǎn)介23-24
• 1.4.1.2 連鑄連軋工藝24-25
• 1.4.2 擠壓工藝25-28
• 1.4.3 拉拔工藝28-29
• 1.4.4 熱處理工藝對(duì)組織性能的影響29-30
• 1.5 課題研究的內(nèi)容及目的30-32
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法32-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及制備32
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)合金的成分32
• 2.1.2 材料制備工藝32
• 2.2 銅銀合金試樣的熱處理工藝制度32-33
• 2.3 微觀組織分析33-34
• 2.3.1 金相觀察33-34
• 2.3.2 X射線衍射分析34
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡觀察34
• 2.3.4 EBSD分析34
• 2.4 力學(xué)和電學(xué)性能測(cè)試34-38
• 2.4.1 硬度測(cè)試34-35
• 2.4.2 拉伸力學(xué)性能測(cè)試35-36
• 2.4.3 電學(xué)性能測(cè)試36-38
• 第三章 不等壁厚銅銀空心導(dǎo)線成型工藝38-44
• 3.1 原材料38-39
• 3.2 熔鑄工藝39
• 3.3 擠壓工藝39-42
• 3.4 拉拔及中間熱處理工藝42-43
• 3.5 后續(xù)輔助處理43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 銅銀合金形變后的組織與性能44-56
• 4.1 銅銀合金微觀組織變化45-51
• 4.2 銅銀合金硬度變化51-52
• 4.3 銅銀合金的拉伸性能52-54
• 4.3.1 拉伸性能測(cè)試52-53
• 4.3.2 斷口形貌觀察53-54
• 4.4 不同工藝處理后銅銀合金電性能變化54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 銅銀合金中間熱處理工藝研究56-68
• 5.1 加熱溫度對(duì)銅銀合金組織性能的影響57-61
• 5.1.1 顯微組織57-58
• 5.1.2 力學(xué)性能分析58-60
• 5.1.2.1 硬度測(cè)試58-59
• 5.1.2.2 拉伸性能測(cè)試59-60
• 5.1.3 電性能分析60-61
• 5.2 加熱保溫時(shí)間對(duì)銅銀合金組織性能的影響61-66
• 5.2.1 顯微組織61-63
• 5.2.2 力學(xué)性能分析63-66
• 5.2.2.1 硬度測(cè)試63-65
• 5.2.2.2 拉伸性能測(cè)試65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士期間完成的學(xué)術(shù)論文和獲得的獎(jiǎng)勵(lì)78-79
• 附件79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：720135