新型Cu-Ni-Cr-Al合金性能的研究

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张十庆等:新型cu—Ni—Cr-AI合金性能的研究 新型Cu—Ni—Cr—A1合金性能的研究’ 张十庆1’2,王 宏1’2,聂尊誉1’2,李 方1’2,刘庆宾1’2 (1.国家仪表功能材料工程中心,重庆400700;2.重庆仪表材料研究所,重庆400700) 摘 要: 通过对新型Cu—Ni—Cr—Al合金成分的配料 在无铍沉淀强化合金中还有Cu-Ni—Sn系E 3]合金、德银 合金等。

为了满足精密电子器件对高导电性高弹性无磁簧 片良好综合性能的要求。

需研制一种新型合金,不仅要 达到其各项性能指标,特别是长期弹性稳定性、性能一 致性、均匀性,而且应具有良好的工艺性,还要避免使 用稀缺昂贵的材料。

选择Ni、Ti、Al、Zr、Cr多元合金时效强化型铜合 金。

调整其化学成分,使之在固溶状态下为单相n组 织(或者在基体匕分布一定数量的第二相颗粒),保证 材料具有足够的塑性,经过冷变形加工后提高材料的 机械性能,并通过时效热处理在基体上析出弥散均匀 分布的第二相强化相【4.5]。

Ni、Al、“为第二相强化的主要元素,形成Ni3 (TiAl)[6]强化相。

另外一定量的Cr与Cu形成固溶 体,可起到固溶强化作用,其同溶度随着温度的下降而 显著降低,将析出B相(Cu5Zr或Cu3Zr)[73及富铬 相[B],因而又可起到沉淀强化的目的。

加入微量的 Mg、Cd“”]可起到脱氧、净化晶界,提高材料的加工性 能。

2 控制,研究的铜合金平均弹性极限ao。

5为1062MPa;1 和100h的弹性稳定性指标分别达到99.6%和99.2%; 使用弹性材料制作的元件具有力一位移关系曲线的良 好一致性;使用研制材料制作的元件进行长期弹性稳 定性考核优良。

关键词:铍青铜;铜合金;弹性极限;弹性稳定性;再 结晶 中图分类号:TGl32 文献标识码:A 文章编号:1001—9731(2010)04—0713—03 1 引 言 接触簧片是集流器的重要组成部分,它相对于导 电盘上作圆周运动,完成将电压和电流形式的电信号 传递到仪表的运动部分,因此对接触簧片材料提出了 较高的要求。

仪器所有的电信号均要通过接触簧片来 传送,接触簧片与导电盘问信号传送是完成监控器信 号的传送的关键点之一,因此接触簧片材料的成功研 制是提高系统精度和可靠性的因素之一。

该类材料要 求具有长期的弹性稳定性、高弹性性能、高导电率。

对 于该材料我国长期依赖进口,国内对于该材料的研制 还没有达到进口元件的水平,急需要立项研究。

在高导电高弹性廉金属合金中广泛使用的合金分 为两类:一类是形变强化合金,包括黄铜、白铜、青铜, 多数为单相d组织[1。

],不能通过相的转变进行强化, 只能靠冷变形及随后低温退火进行强化,它们的电阻 率较大,塑性较差,弹性极限不高,而且这类合金在生 产制作过程中对元件半成品的加热,如钎焊或其它焊 接方法,会大大降低材料的弹性;另一类是沉淀强化 型[1’21高导电高弹性合金如铍青铜、钛青铜、铬青铜、锆 青铜及后来发展的其它无铍青铜,这类合金通过冷变 形强化及时效强化显著提高其弹性性能。

锆青铜、铬 青铜导电性能较高,但弹性极限较低,钛青铜弹性极限 稍高,但仍不能达到高精度仪器接触簧片技术要求。

铍青铜具有较高的弹性极限及良好的导电性能,作为 研究材料,但其工艺难度较大,其综合性能仍有待进一 步提高。

Co-Ni系导电弹性合金的弹性性能及导电性 实 验 2.1新型Cu合金的制备 按实验室称量规程进行配料,本合金成分如下: Ni6.O~9.0,Si≤0.6,Mg≤0.1


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