【摘 要】
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由于强度较高,导电性与硬度匹配较好,Cu-Ni-Si已经成为制备引线框架的重要材料。随着信息产业不断发展,要求板带材厚度不断降低,综合性能不断提高,因此对合金成分及制备工艺均提出更高要求。提出未来铜镍硅合金性能应满足强度达到750-840 MPa,电导率达到35%IACS,其制备技术将向着高新技术集成化,规模化,绿色化方向发展。本文以常用引线框架用Cu-Ni-Si合金——C7025铜合金为研究对象
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由于强度较高,导电性与硬度匹配较好,Cu-Ni-Si已经成为制备引线框架的重要材料。随着信息产业不断发展,要求板带材厚度不断降低,综合性能不断提高,因此对合金成分及制备工艺均提出更高要求。提出未来铜镍硅合金性能应满足强度达到750-840 MPa,电导率达到35%IACS,其制备技术将向着高新技术集成化,规模化,绿色化方向发展。本文以常用引线框架用Cu-Ni-Si合金——C7025铜合金为研究对象,利用真空熔炼炉制备得到铸锭,并采用热锻开坯,再进行热轧、固溶、冷轧得到合金板带,并对其进行时效处理,然后采用光学金相（OM）、电子背散射衍射（EBSD）、力学性能测试和电学性能测试等手段对合金带材冷轧及时效过程进行微观组织观察、力学性能和电导率测试。研究了合金在冷变形过程中的显微组织及力学性能演变,探讨了合金经时效处理后力学性能及电学性能演变规律,优化了时效工艺参数。再通过光学金相（OM）、能谱分析、电子背散射衍射以及拉伸试验、电化学实验等手段研究了微量稀土La对Cu-Ni-Si系合金（C7025）铸态宏微观组织、力学性能及耐蚀性能的影响。取得主要创新成果如下:1.探索了合金板材冷变形前的固溶工艺,发现合金经固溶处理后出现部分孪晶,同时晶粒长大,但合金的抗拉强度及延伸率并不能随着固溶温度的升高而得到提升。分析了合金在轧制变形过程中显微组织及力学性能演变过程,轧制变形量的增加使得晶粒破碎,组织逐渐转变为纤维状,同时晶粒细化提高了合金的硬度。2.揭示了合金板材经时效处理后显微组织、力学性能及电学性能演变规律及强化机理,得出合金板材经450℃时效6 h可得较好的综合性能,合金显微硬度为281.4 HV,电导率为46.4%IACS,同时分析了电导率的动力学规律,经拟合得出合金板材经450℃、550℃、550℃时效后电导率方程分别为σ450℃=18.71+27.72[1-exp(-0.0104t0.58504)],σ500℃=18.71+30.65[1-exp(-0.0316t0.49991)],σ550℃=18.71+30.39[1-exp(-0.11t0.36076)]。3.结合Hall-Petch公式与Orwan-Ashby方程分别建立了晶粒尺寸和析出相（含量及尺寸）对合金强度影响的量化关系,计算得出450℃、500℃、550℃条件下2 h时效后,晶粒细化强度贡献量分别为42.4 MPa、39.6 MPa和34.2 MPa,而第二相析出强度贡献量分别为440.4 MPa、250.4 MPa和172.6 MPa。说明第二相强化效果占据主导地位,且理论计算结果和实验结果吻合较好。4.通过稀土微合金化提高了合金的强度及耐蚀性能,同时分析了La含量增加过程中合金组织及力学性能演变规律,添加0.044 wt.%La合金抗拉强度可达最大值为444.8 MPa,而当添加La含量为0.17 wt.%时合金耐蚀性能最好。
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