高强高导铜合金的研究概述

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 高 强 高 导 铜 合 金 的 研 究 概 述 哈 尔 滨 工 业 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 王 深 强 陈 志 强 彭 德 林 安 阁 英 高强高导铜合金是一类很有应用潜力 的功能 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 , 近 年来研究 和 开发应用 高强高导铜基合金取得 了显 著成效 。 本文叙述 了开发和研究高强 高导铜合金 的基本原理及制备方法 , 并对 国 内外高强高导铜合金的研究 和开发应用现状进行 了综述 , 同时 , 阐述 了高强 高导铜合金 的发展方 向及应用前景 。 关键词 铜基合金 , 功 能材料 , 电导率 , 强化 托 详 玫 拟 。爬 。 肠 段 罗 , 比 一 盯 环 , 详 肠刘 详。而 , , 抽 场 吧 , , 刘 面 稗详 , 恤 罗 , 叩详 比刘 叮 丈 叮 即 妙 , 详 恤刘 · 段 , 屺 耐 , 拓 叩详 加 。 件 回 枪 油 详 肠哭 , , , 引言 高强高导铜合金及其开发原理 高强高导铜合金是一类具有优 良综合物理性 能 和 力学性能的功能材料 , 它 既具有 高的强度 和 良好 的 塑 性 , 又 继承 了紫铜的优 良导 电性能 , 是 制备 电 阻 焊 电 极 、 缝焊滚轮 、 焊炬喷嘴 、 电气 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 开关触桥 、 发 电机 的集电环 、 电枢 、 转子 、 电动工具换 向器 、 连铸机结 晶 器内衬 、 集成电路引线框架 、 电车及 电力火车架 空 导线 等的优 良材料 。 自 年代以来 , 尤其是进入 年代 以 后 , 电子工 业 的飞速发展 , 英 、 美 、 日 、 前苏联等 国家对这类材料 进行 了大量 的开 发和研制工作 , 这类材 料得到 迅 猛发 展 。 。年代 以 来 我 国 的上 海交 通 大 学 、 武 汉 钢 铁 公 司 , 幻 等单位也开始了这方面的工作 , 但 目前这类材 料 很大一 部分仍依赖进 口 , 对这类材料缺乏 系统 的研究 , 最近哈尔滨工业大学铸造教研室对 一 系 、 一 系合金进行 了系统的开发研究 , 并取得 了一定 的成效 , 本文着重报道高强高导铜合金 的研究概况及发展前景 。 材料工程 铜合金 的 电导 率和 强度往往成反 比关系 , 一般说来 电导率高则 强 度非常低 , 强度 高则 电导率很难提高 。 高 强高导铜合金要求具有高强度 的 同时具有高电导率 , 合 金元素的加人都 不 同程 度地 降低铜 的 电导率 , 因而 开 发 和 研制高强 高导铜合金 的基本原理是 采用低 固溶度 的 合金元素加人 铜 中 , 通 过高温固溶处理 , 合金元素在铜 基 体中形 成过饱和 固溶体 , 电导 率恶化 , 强度提高 。 时 效处理后 , 过饱和 固溶体分解 , 大量 的合金元素 以沉淀 相 析 出于 铜基体 中 , 电导率迅速提高 , 同时 由于 时效析 出相 的强化作用 因而仍保持较高强度 。 回顾高强高导 铜合金 近 年的发展 , 目前所开发 的高强高导铜合金 主要 是 一 、 一 、 一臼 、 一 饰 、 一 、 一 瑰 、 一 等系列合金 以及高强高导铜基复 合材料 。 这类合金的力 学性能 和 电性能见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf , 一 系 高强 高导铜合金是一类广泛应用 的 高强高 导 铜合金 , 主要 特点是满 足材 料具有一定的强度的条件 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 下 , 保持很高的 电导率 。 但错铜在 「 」晶面析 出 的 呈 疏 而 粗 大 的 片 状 , 时 效 硬 化 效 果 差 · 一 。 最 初 , 川研究 一 合金表 明 在 铜 中的 固溶度 非 常 小 , 导 电率降低最小 , 铜与错形成 金属 间化合物 , 弥散的 强 化铜基体 。 因而 在室温下和 高温下都具 有 良好 的力学性能和 电性能 。 年代末 , 挽 一 等 人 成功 地 开 发 一 。 合 金 并 应 用 于 军 事 和 电子 电 气部 门 。 力 比 等研究 高压 氦气 超音雾 化 制备铜错 合金 表 明氦气超音雾化法制备的 一 叼 合金具有 更 为优 良的综合性 能 , 屈 服 强 度可 达 极 限拉 伸强 度可 达 田 , 电导率高达 〔 。 一 系高 强 高 导 铜 合 金 也 是 目前 广 泛 应 用 的 高 表 高强高导铜合金的力学性能和 电性能 合合金金 合金的化学成分分 制备方法法 电 导率率 极限拉伸强度度 文献献 环 入任, 错错错 一 热机械处理理 铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜 一 热机械处理理 」」 一 一 热机械处理理 一 热机械处理理 仁 一 氦气超音雾化化 「 铬铬铬 一 一 交 二二 铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜 一 热机械处理理 厂 卫卫斗斗斗斗斗斗 七七七 一 一 一 卜触触 热机械处理理 仁口口 一 一 一 人龟龟 热机械处理理 吕 仁 〕〕 镍镍镍 一 铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜 一 一 一 均匀化处理热轧轧 工 口口 二二二 一 一 一 一 口口 镁镁镁 一 一 入华一 热机械处理理 斗 「 铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜铜 一 入龟 热机械处理理 二二 铁铁铜铜 一 一 热机械处理理 锡锡铜铜 一 热机械处理理 二 口口 复复复 一 下 机械合金化化 口口 之之、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 口口口 一 形变复合合 二二 材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材材 料料料 一 形变复合合 一 复合铸造造 二 口口 一 形变复合合 二 二 一 】〕〕〕 资 二二 强 高导材料之一 , 主要特点是在保持材 料高 电导 率 的 同 时具有 较高的强 度 。 但铬 铜 时效硬 化 性大 容 易过 时 效工 。 铬错铜 比 目前广 泛应 用 的 铬铜 、 错铜合金具有 更佳 的 综 合性 能 。 因 为铬 错铜 合 金 时效 析 出 的 和 抽 。 粒子量多而细 密 , 阻碍 了位错 的爬升 、 滑移 和 晶界 的迁 移 , 而且其固溶温度 变化对硬 度的影 响 比铬铜小 , 其冷 变形率不超过 就 能达 到 良好 的硬 化效 果 。 因而 生 产质量稳定 , 其强度 , 电导率 , 热导 率和 抗熔粘性等均 较高川 。 低 的铜合金 以其高弹性 , 良好的成形性 、 电导 性 及 耐蚀性 引起各 国 研 究 者 的重 视 ’ 。 一 系高强 高 导铜合金 的 电导性 明显低于 其它同 类合金 , 但 由于 其承受重载荷能 力较强 因而被用 于 某 些特殊部 件 。 一 系高强 高 导铜 合 金 的 突 出特 点是 强 度较高 , 材料成 本 比其 它 同类材料 要 低 但电导率有待于 进一步 改善 ’ 。 一 臼 系合金是 优 良的高强 高导合金 , 铜 中含锡达 叼 时 , 铜 的 晶格没有 明 显 变 化 , 从 而 铜 的电导率不会 明显 降低 。 但 〔刁 是 有毒元素 且熔点 、 沸点较低 , 熔 配工 艺不 易控制 。 年 期 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 一 入龟 系 高强 高 导铜 合 金 的 一 个突 出 特 点 是 具有 良好的耐热剥离性 ’‘ 。 一 合金是 一类 新 型 的 高强 高导 材 料 对 比 其它 高强 高导铜合金在保 持 高电导 率 的 同时具有 更 高 的 强 度 , 汹 一 等 人 采 用 粉末 冶 金 制 备 的 。 一 合金 电导率高达 “ 的 同时 , 强 度 可 达 。。 〕 , 是 制备引线框架的优 良材料 。 高强 高导铜 基 复合 材 料作 为 高强 高导 材 料 新 的 发 展方向 , 作者将在 另文详 述 。 高强高导铜合金 制备工艺 及方法 在制备高强 高导 铜合 金 时 首 先遇 到 的 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是 少量 的合金元素强 化效 果 不 明 显 , 大 量 的 合金元索恶 化合金 的电导率 , 这就决定 了高强 高导铜 合金 必须 采用特殊 的 强 化方式 , 主要有 四 种 〔 形 变强 化 弥散 强 化 固溶强化 沉淀硬 化 纤 维 复合强 化 。 形变强化 二是 指 高强 高导 铜合 金 在 变形 过 程 中发 生材料的强度和硬度增 加 的现象 。 这种 强 化方式在提高 材料强度的同时保持很高的 电导 率 , 但单一 的形 变强 化 对强度的提高贡献有 限 , 所 以 常和 其它强 化方式共 同使 用 。 弥散强化泊二是指第二相 粒 子弥散 分布于 铜 基体 , 第 二相粒子 阻碍 了位错运 动 从而 提 高 了材料 的 强 度 。 弥 散强化 的程度 与第二相 粒子 间 距 满 足 一 关 系 。 为 了在铜基体获得弥散分 布的 第 几相粒子 , 人为地 在铜 基体中加人第二相 粒子 或 通 过 一 定 的 工 艺 在 铜 基 体 中 原位生成弥散分布的粒子 , 弥散 强 化铜合金 既 可 以 明显 提高合金的强度 , 又 可 使铜合金 保持很 高的 电导率 。 在铜基体中加人少 量 合金元 素 , 合金 元素对铜起 固 溶强化作用 , 强度迅速提 高 , 但 山 合金 元素 固溶于 铜 基体 , 造成严重 的晶格 畸变 , 电导性 恶 化 , 时效 处理 后 合金元素从固溶体中大部 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 出 , 形成 弥散分 布 的沉淀 物 , 产生时效硬化 , 同时仍有微量 合金元 素固 溶 于铜基 体形成固溶强化 , 由于 合金元 素大 部 分析 出 电 导率得 到大幅度提高 几。 纤维复合强化加 , 纸 是 指 人 为地 在 铜 基体 中加 人 增 强相一纤维 , 使之定 向规则地排 列 在铜墓 体 中 , 或通过 一定的工艺使基体 中原位生 成均 匀相 间定 向整 齐排 列 的第二相纤维 , 纤维的存在使位错 的运 动阻 力增 大 , 从 而使复合体得 以 强化 。 原位复合强 化制 得 的高强 高导 铜 合金往往具有极高的强度 和 电导率 。 从 目前研究工作来看 , 纤维复合强 化和 弥散强 化是 开发和 研制新型 高强 高导铜合金 的 主要 强 化措施 , 往往 同时采用形变强化 。 固溶强化 时效硬化是 目前开 发 和 应用高强 高导铜合金普遍采用 的强化方式 。 材料工程 高强 高导铜合金 的制备工 艺方 法有 四 种 、 热处 理 法 热机械处理法 快速凝 固法 机械 合金 化法 。 铸锭热处理法 在研究开 发 高强 高导 铜 合金 的 初 期 和 实 际 生 产 中 普遍 采用这种 方法 。 固 溶 处理使合金 元素固 溶于 铜 基 体 中 , 提 高了材料 的强 度 同时恶 化 了材料 的 电导性 , 随 后 的 时效 处 理 中 , 大部 分 合金 元 素 从 固溶体 中沉 淀析 出 既提高 了材料的 电导率又 因为合金 元 素的沉 淀硬化 保持 了材料 的高强 度 。 但 在这种制备方法 所 制得 的高强 高 导铜合金 基体 中 仍 有较多 的合金元素存在 电导性 的提 高受到 限制 。 目前哈 尔滨工业大 学 应 用 铸锭直接时 效 法 制 备 高强 高导 铜 合金 也取 得 良好 的 电 性 能 和 力学 性 能 , 这 对 节 省材 料成 本和 节省能源具有 重 要意 义 。 铸锭热机械处理法 铸锭 热 机械 处 理 法 是 目前 开 发 高 强 高 导铜合 金 普 遍 采用 的方法 。 协 了二等人认 为固溶处理 和 时效 处理之 间的冷变形增 加 了合金 的 电阻率 降低 了合金 的 电阻温度 系数 , 加速过饱和 固溶体的分解 , 并且 这些量 的 变化受合金 的变形 量 的影 响 。 董志力‘ 二等对 一 和 一 卜 的 时 效析 出特性 及 冷 变 形 对 时 效析 出特 性 的 影 响进行研究得 出结论 在 一 中 , 固溶处理 后 水淬 冻结 下 的 空 位和 形 变时 产生 的位 错 、 晶界 、 界 面 等缺 陷 , 并不是造成 电导率下 降的主要 原 因 , 基体 中的固溶 原 子 对导 电性 有较强 烈 的影 响 。 采用 时效析 出 方 式 使 基体 中的绝大 部分 析 出 , 可 以 大 幅 度提 高电导率 。 控制时效过 程 , 尽量得到 弥散分布 的析 出物 , 还 可提高 硬 度 。 经适 当的冷 变形 后促进 了沿 位错析 出 使电 导率 在时效处理 后得到较大 的提 高 , 并且析 出物对位错 的钉 扎作用减缓 了 回 复及 随后 的再结 晶过程 。 冷变形 后再时 效是提 高材 料硬 度和导 电率的有效措施之 一 · 快速凝 固法 法 户 。 快速凝 固法使 合金 的凝 固极大 地 偏离平 衡 使铜合 金 的 固溶度大大提高 , 从而提 高 了 时 效处理 后 的基体中 的 第 二 相 含 量 , 使沉淀相 进 一 步弥 散 细 化沉淀相 , 组 织 更 为细 小均匀 , 有利 于 在 保持高电导率的前提下大大 提 高合金 的强度 。 自 年代末 开 始 , 英 、 美 、 瑞士等 国 家开 始利用 这种 方法制备高强 高导 铜 合 金 及 其复合 材料 。 年 代末 , 美 国 麻 省 理 工 学 院的 压 · 邹 等人 用 氮气雾化法 制备 一 、 一 一 合金 , 冷却速率可 达 一 ‘ ‘ , 颗粒 尺 寸小于 卿 , 和 在铜基 中富 集 , 提 高了错和 铬在铜 的固溶度 。 际 一 气等 人 用 高压 氦气超音雾 化法 制 备 一 合 金 认为快速凝 固技 术不仅可 以提 高错 在合金 中的 固溶 度 , 而且 可 以 改善沉淀物 在基体 中的分布 。 腼 尹‘ 等 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 用雾化沉积技术制备铜基复合材料 , 研究表 明细 小 的体 心立方的金属 间化合物增强纤维可 用该方法来制备 , 并 得到细小 的等轴晶显微结构 , 高温力学性能受纤维 的形 态 、 尺寸及体积分数的影 响 。 英 国 大学 玩 即 〕等人用 旋铸法 和 水雾化 法制备 了 一 、 一 系合金 , 表 明快速凝固法制备的 合金 的抗拉强度及硬度 比 目前的这类合金高两倍 , 塑性 及 电导性较传统 的这类合金有所 降低但塑性值及 电导 率值仍足够高 。 机械合金化法 机械合金化法 开发 高强 高 导 铜合 金是 近 年来发展 起来 的新方法之一 , 具有常规方法无法 比拟的优点 , 利 用这种 方法 开发 的高强 高导铜 合金 的硬 度 比常规方法 开发的 合金高 , 电导性也优于 常规方法开发 的合金 。 丹麦 下 川 用 机 械合 金 化 法 制 备 一 复合材料 , 研究表 明在保持材料的高电导率的同时具有 良好的高温力学性能且热稳定性好 。 这种方法主要用于 开发高强高导铜合金 , 目前仍处 于实验阶段 , 未进人实 际生产 中 。 高强高导铜合金的展望 高强 高导铜 合金 是 一类具有 广 泛应 用前景 的 功 能 材料 , 已 引起 国 内外学者和 制造商的广为关注 。 其研究 和开发 已 取得长足 的进步 。 就整体而 言 , 高强高导铜合 金 的开发有待于 进一步努 力 。 电子 工 业 的 飞速发展 · 要 求集成 电路高集成化 、 小型化 , 这对制备 引线框架材 料 的高强高导铜 合金 的综合性能提 出 了更高的要 求 。 在 材料具有 一定塑性 的基础上 , 要 求高强高 一 导铜合金的强 度 达到 入帜 , 电导率在 万 以上 , 并要求具有 良好的导热性 。 冶金工业 中电极材 料要求高强 高导铜合 金具有 良好 的高温性能及高的软化温度 。℃ 以 上 。 要想充分开 发这类材料 , 还需进行深人研究 。 参考文献 · 唐燕等 , 上海金属 有 色分册 , · 刘和 法等 , 镇江船舶学院学报 , , 《重有色金属 材料加 工 手册 》编 写组 , 重有色金 属材料加 工 手册 , 第一分册 , 北京 冶金工业 出版社 , 《有色金属及其热处理 》编写 组 , 有 色金 属及其热处 理 , 北 京 国 防工业 出版社 , 豁 , 韭 】 二 , 入伍 , , 悦 , 压 坦 , , 腼 段 助 , , 一 角笨 , 曰 示 以 滋 入七 , , , · 金凤浩 , 铜加工 , , · 吴彦卿 , 蔡敬言 , 焊接学报 , , 挽 , , ‘ 曰 加 卫 , , 》坦 垃 , 龙 , 压 , 刃 , 铃 木竹 四 等 , 日本金属 学会会报 , , , 口 〕 王 , , 入趾 入坐 , , , 段 入交 , , 玫 罗 , 比 , 份 〕 , , · 市川 冽等 , 铁与钢 , , 梁玉 平 , 刘茂森 , 上海金属 有 色分册 , , 氏 丫 而 , 入几 段 址 , , 一 悦 , 工, , , 曰 以 滋 入‘犯 冶 , 山 , 石 , , 甲伴 川 助 比 , , 任沙 肠 详 川 卿 , , 另 , · 董志力 等 , 金属学报 , 一 , 少 气 一 , 姚沁 卜币 丁飞悦 , 吕 一丫 目心 比一叫 、 人恤 , ’ 、 介 , 。 ’ 饵。 , , 三 角 认 , 心切 , , 艺 压 , 卜 , , 刀 , 侧 , 几仪 址 砌 , 阮 ’ 卿 收 , 二 、 , 工油 , 段 , 五泊丁。「。 勺 】联 , , , 胀 , 一 , 助 , , 一 下 , 入卜 上 〕 一 一 叨 , 。伴内 肠 场 注已 , 佚 , 段 一 欢欢 迎 订 阅阅 材材 料 工 程程 年 期