點焊電極用Cu-Ni-Si-Cr-Zr合金性能研究.pdf

1、電阻點焊是薄板連接的一種重要工藝方法。點焊電極是整個點焊過程中最易損耗的材料之一。隨著點焊技術(shù)應(yīng)用于鍍鋅鋼板、高強鋁合金連接領(lǐng)域，電極失效問題更為突出，研制長壽命電極材料勢在必行。
　　本文在不同成分Cu-Ni-Si合金中添加Cr、Zr、B元素，通過合金化法制備了Cu-2.8Ni-0.7Si-0.6Cr-0.15Zr(WNi/Si=4:1)、Cu-2.8Ni-0.7Si-0.6Cr-0.15Zr-0.06B(WNi/Si=4:1)

2、、Cu-2.8Ni-0.9Si-0.6Cr-0.15Zr(WNi/Si﹤4:1)、Cu-2.8Ni-0.56Si-0.6Cr-0.15Zr(WNi/Si﹥4:1)、Cu-0.6Cr-0.15Zr共5個成分的合金。系統(tǒng)研究了合金成分配比及不同熱處理工藝對合金導(dǎo)電性及力學性能的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.Cu-Ni-Si-Cr-Zr合金鑄態(tài)組織主要由粗大的柱狀晶組成，在基體內(nèi)部彌散分布著大量的粗大過剩相。同時Ni、Si、B

3、元素的引入細化了Cu-0.6Cr-0.15Zr合金鑄態(tài)組織，使其硬度提升的同時降低了合金導(dǎo)電率。
　　2.對合金進行固溶處理表明：隨固溶溫度的升高，晶粒長大趨勢明顯，同時導(dǎo)電率和硬度都快速下降，導(dǎo)電率最低值為16.03％IACS，硬度最低值為94.7HV。
　　3.分析Cu-Ni-Si-Cr-Zr合金時效態(tài)成分組成與分布，發(fā)現(xiàn)基體中固溶了大量的Ni元素及少量的Si元素。而基體中的析出相顆粒主要富集在晶界處，其成分主要包括Cr

4、Si、CuZr、NiSi、B等，顆粒的主要形態(tài)有長條形，橢圓形以及圓盤狀。
　　4.Cu-Ni-Si-Cr-Zr合金經(jīng)時效處理后，其導(dǎo)電率和硬度都能都得較大的回升。時效初期，Cu-Ni-Si-Cr-Zr合金導(dǎo)電率快速上升，且溫度越高，導(dǎo)電率到達峰值時間越短。隨著時效時間延長，導(dǎo)電率上升減緩，最后趨于平穩(wěn)；對于合金硬度，在450℃和500℃時效時，硬度快速攀升，到后期同樣趨于平穩(wěn)，而在550℃時效初期，合金就已經(jīng)發(fā)生了過時效現(xiàn)象，硬

5、度呈現(xiàn)下降趨勢。
　　5.在時效態(tài)Cu-Ni-Si-Cr-Zr合金中，合金導(dǎo)電率峰值排序為：%IACS(Ni/Si=4:1)>%IACS(Ni/Si=4:1，0.06B)>%IACS(Ni/Si>4:1)>%IACS(Ni/Si<4:1)；合金硬度峰值排序為：HV(Ni/Si<4:1)>HV(Ni/Si=4:1，0.06B)>HV(Ni/Si=4:1)>HV(Ni/Si>4:1)。合金成分對導(dǎo)電率的峰值影響有限，在4-9%IACS