本文關鍵詞：銅銀空心導線形變及熱處理工藝研究

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【摘要】：銅合金具有優(yōu)良的導電導熱性能,但是不同種類、含量合金元素的加入會對銅的導電性、力學性能等產生較大的影響,其中銀元素是對銅性能影響最小的。本文研究了銀含量為0.086%的銅銀合金空心導線加工中,擠壓、拉拔過程形變及后期熱處理對其組織性能的影響,并通過研究工藝參數對組織和性能影響的規(guī)律,優(yōu)化出了最佳的工藝參數,使最終得到的產品具有良好的強度和電性能的配合。通過金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡對空心導線微觀組織及斷口形貌進行觀察,利用配有Oxford EBSD系統(tǒng)的ZEISS EVO MA 10 SEM進行電子背散射檢測,對合金晶粒取向、取向差等進行分析,并采用金屬電導率測量儀對合金的電導率進行測量。主要研究結果如下：銅銀空心導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化鑄態(tài)組織,又可達到減少夾雜物的目的。擠壓過程中采用基于兩側具有耳部凹槽的外模和截面為圓形的穿孔針內模的異性組合模具進行擠壓,提高了產品的穩(wěn)定性和成材率。通過對銅銀合金導線不等壁厚結構的設計,一方面提高了散熱率,另一方面降低了集膚效應。銅銀合金連鑄坯經擠壓變形后,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,晶粒內部觀察到少量的孿晶,孿晶體積分數約為12.8%,此時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,呈橢球狀,平均晶粒尺寸為16.691μm,孿晶數量明顯減少,為0.363%,由于合金組織的取向差偏離了隨機狀態(tài),小角度晶界所占比例有明顯上升,且銅銀合金的抗拉強度、硬度均顯著增大,而電導率略有下降；拉拔處理后的再結晶退火,合金內部發(fā)生回復與再結晶,形成均勻的等軸晶組織,平均晶粒尺寸減小為14.75μm。合金經中間退火后晶粒內部出現大量的退火孿晶,其體積分數約為23.2%,這是合金中的大角度晶界比例急劇增大的結果,中間退火還使得合金的電導率升高,強度、硬度略有下降,材料的各向異性減弱。最后經過一道次拉拔的成品試樣,硬度為129.7HV,強度400MPa,導電率99.5%IACS。對銅銀合金拉拔后經不同熱處理制度的研究得出,在銅銀合金的再結晶溫度以上,具體在370℃-570℃之間進行退火并保溫1.5h,微觀組織并無明顯的變化,強度、硬度均在士3的范圍內波動,電導率基本保持不變,即可認為在此溫度區(qū)間的再結晶退火對銅銀合金性能影響不大。在370℃、570℃,保溫時間分別為0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h,分別對相同形變的合金進行熱處理,發(fā)現合金的強度、硬度值均在1.5h時達到最低,即保溫時間為1.5h時,合金的加工硬化現象消除的最徹底。因此,采用370℃×1.5h的熱處理工藝參數進行拉拔變形工藝的中間退火,即可實現后續(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,針對中間退火工藝的優(yōu)化,既降低了能耗,又提高了生產效率,。
【關鍵詞】：銅銀合金 微觀組織 力學行為 電導率
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 高強高導電銅合金研究現狀17-21
• 1.2.1 銅合金強化方式及強化機理19-20
• 1.2.2 影響銅合金導電率的因素20-21
• 1.3 銅銀合金成分設計21-23
• 1.4 銅銀合金線材制備工藝對組織性能的影響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 熱處理工藝對組織性能的影響29-30
• 1.5 課題研究的內容及目的30-32
• 第二章 實驗材料與實驗方法32-38
• 2.1 實驗材料及制備32
• 2.1.1 實驗合金的成分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 力學和電學性能測試34-38
• 2.4.1 硬度測試34-35
• 2.4.2 拉伸力學性能測試35-36
• 2.4.3 電學性能測試36-38
• 第三章 不等壁厚銅銀空心導線成型工藝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 力學性能分析58-60
• 5.1.2.1 硬度測試58-59
• 5.1.2.2 拉伸性能測試59-60
• 5.1.3 電性能分析60-61
• 5.2 加熱保溫時間對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 力學性能分析63-66
• 5.2.2.1 硬度測試63-65
• 5.2.2.2 拉伸性能測試65-66
• 5.4 本章小結66-68
• 第六章 結論68-70
• 參考文獻70-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士期間完成的學術論文和獲得的獎勵78-79
• 附件79

【參考文獻】

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本文編號：720135