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高Cr含量的CuCr合金因其具有较高的强度、良好的塑性、优良的导电性,广泛应用于制备真空断路器、大规模集成电路引线框架材料、电车及电力火车架空导线以及电气设备中。由Cu-Cr二元相图可知,Cr在Cu中的固溶度较低,尤其是在低温时几乎不固溶。采用常规熔铸法会造成 CuCr的分离,是无法制备出性能优良的CuCr合金。目前常采用一些快速凝固,粉末冶金等制备工艺。高Cr含量的CuCr合金在制备过程中往往会出现一定程度的富集与偏析,使颗粒聚集和分布不均匀,从而使局部区域材料的性能急剧恶化,易引发材料表面率先失效,从而引起整体失效。因此通过研究 CuCr合金的表面组织成分及表面性能来提高表面性能已成为一种新趋势。为了明确不同处理条件下铜铬合金的表面改性机理,开展了如下研究: (1)用真空感应熔炼得制备出CuCr25合金,不同工艺参数的强流脉冲电子束作用 CuCr25合金表面,在合金的表面出现了显微裂纹及微孔等典型的电子束改性特征,表面的富 Cr相随着轰击次数的不断增加,慢慢被富 Cu相所浸没。同时在Cu基体上出现了液相分离产生的球状的Cr。CuCr25合金经电子束表面重熔后,合金表面的导电性能稍有降低,但合金表面的耐蚀性能、耐磨性能均得到了显著的提高。 (2)采用磁控溅射方法在CuCr25合金表面镀层Al膜,通过强流脉冲电子束使镀膜后的CuCr25合金表面产生合金化,在合金化后的表面出现了裂纹和火山坑,同时生成了新相AlCu4、Al2Cu3、Al2Cr,表面组织得以细化。在材料表面的导电性能没有下降的情况下,适当地提高了材料的腐蚀性能和耐磨性能。 (3))采用磁控溅射方法在CuCr25合金表面镀层Zr膜,通过强流脉冲电子束使镀膜后的CuCr25合金表面产生合金化,产生了新相ZrCu、ZCur3和Cr2Zr,且表面组织得以细化。CuCr25表面合金化Zr后,表面导电性能稍有下降,但合金表面的耐蚀性能、耐磨性能均得到了显著的提高。 (4)采用磁控溅射方法在CuCr25合金表面镀层Nb膜,通过强流脉冲电子束使镀膜后的CuCr25合金表面产生合金化,表面Nb膜经电子束照射后部分与Cr相生成新相Cr2Nb,部分Nb溶于Cu基体。CuCr25表面合金化Nb后,表面导电性能稍有下降,但合金表面的耐蚀性能、耐磨性能均得到了显著的提高。 (5)采用磁控溅射方法在CuCr25合金表面镀层Cr膜,通过强流脉冲电子束使镀膜后的CuCr25合金表面产生合金化,表面Cr膜经电子束照射,部分Cr固溶于 Cu基体中,部分由于液相分离以球状或颗粒状弥散分布于合金,使表面导电性能稍有下降,但合金表面的耐蚀性能、耐磨性能均得到了显著的提高。