薄带连铸结晶辊用高强高导铜合金研究

【摘要】：本文通过中频熔炼—铁模铸造—热锻—固溶—冷锻—时效工艺,制备了薄带连铸结晶辊用Cu-Ni-Si-Cr-Zr铜合金,通过正交实验、硬度测试、电阻率测试、XRD、SEM等方法研究了不同加工工艺对上述合金力学性能、导电性能及其微观组织结构的影响和变化规律,并从理论上分析和解释其相关机制。研究结果表明: (1)试验所研制的高强高导铜合金兼有较好的力学性能和电学性能,其中硬度和导电率分别达到HBW180和45%IACS,而且抗软化温度可以达到600℃,已经达到了国内外高强高导铜合金性能的先进水平。 (2)试验添加的Ni和Si元素的质量比对合金硬度和导电率的影响非常大,当二者质量比在4～5时,对合金导电率的影响较小,且强化效果较好。 (3)在影响铜合金性能的诸多因素中,时效温度和时效时间对合金性能的影响最为强烈,最佳的时效工艺为470℃+2h。 (4)固溶温度和时间对铜合金的力学性能和电学性能影响也比较强烈。结果表明,当固溶温度在940℃,固溶时间在2h时,固溶元素全部溶入基体,并且由于固溶时间较短,晶粒长大现象并不严重,仍然细小。 (5)冷锻比越大,时效时合金硬度越容易在较短的时间内达到较大的峰值,同时导电率也普遍较高。因此,试验最佳的冷锻比推荐为75%。 (6)试验表明,试验合金的高温软化点在600℃左右,在此之前合金的硬度随退火温度的升高变化不大,晶粒组织没有发生明显的再结晶,具有较高的高温硬度。