Cu-Ni-Si基引線框架材料組織和性能的研究以及加工工藝的探索.pdf

1、本文設(shè)計了四種Cu-Ni-Si基合金成分，運用光學(xué)金相分析(OM)，透射電鏡(TEM)，電子束微區(qū)分析(EDAX)，X射線能譜分析等多種分析和測試手段，較系統(tǒng)和深入地研究了合金的組織以及第二相的成分、結(jié)構(gòu)、形貌、大小和分布。通過幾種工藝方法試驗，研究了合金元素和加工工藝對合金的強度、導(dǎo)電性和軟化溫度等性能的影響，旨在進行成分的優(yōu)化和工藝的調(diào)整。 研究發(fā)現(xiàn)，采用合理的熱處理工藝可以使Cu-3Ni-0.6Si基合金在時效過程中析出尺

2、寸在20-40nm之間的δ-Ni2Si顆粒，從而使合金的強度和導(dǎo)電率達到良好的匹配。通過透射電鏡(TEM)電子衍射花樣發(fā)現(xiàn)，這種析出物與基體晶格間存在確定的位向關(guān)系：(100)基體∥(100)析出物，[012]基體∥[001]析出物。加入微量的P能有效地提高Cu-3Ni-0.6Si基合金的強度和硬度，同時使δ-Ni2Si析出顆粒的彌散度提高，尺寸減小，但會降低合金的導(dǎo)電率。加入少量的Cr能有效地提高Cu-3Ni-0.6Si基合金的強度和

3、軟化溫度。此外，減少Cu-3Ni-0.6Si基合金中Si的含量有助于提高合金的導(dǎo)電率，但卻降低了合金的強度。 在形變后固溶時效工藝下，研究合金隨時效溫度和時間的變化時發(fā)現(xiàn)，時效溫度越高，δ-Ni2Si顆粒析出得越快，合金達到硬度峰值所需的時間就越短。到達峰值后，繼續(xù)延長時效時間，析出的δ-Ni2Si隨時效時間的延長不斷長大，共格關(guān)系部分失落，顆粒間間距增大。同時，導(dǎo)電率隨時效時間的延長不斷地提高。根據(jù)試驗結(jié)果和固態(tài)相變基本原理，

4、推導(dǎo)出合金形變并固溶處理后，時效過程中導(dǎo)電率隨時間變化的Avrami導(dǎo)電率動力學(xué)方程。對加工工藝調(diào)整的研究發(fā)現(xiàn)，在形變前進行固溶預(yù)時效能夠提高合金的硬度、強度和導(dǎo)電率。另外，對預(yù)時效溫度的研究結(jié)果表明，預(yù)時效溫度的升高有利于提高合金的硬度。預(yù)時效溫度越高，合金能達到的最大導(dǎo)電率就越大。采用優(yōu)化后的加工工藝和熱處理后，此合金Cu-3Ni-0.6Si-0.2Cr的性能指標為：硬度215HV，強度919MPa，導(dǎo)電率45IACS％，延伸率12