热处理对铜镍硅合金组织性能和导热性能的影响

【引言】

       Cu-Ni-Si型合金是一种低合金化、高导电性、高强度、高硬度的铜合金。CuNi₂Si合金的强度可达400 MPa以上，而CuNi₃Si合金的强度甚至可超过600 MPa，同时具有20 MS/m以上的电导率。这些特性使得这两种合金在电气工程中广泛应用，如集成电路板、连接器、汽车工业、烙铁头和其他用于电阻焊的元件的材料。所有这些应用都需要高导电性、高强度和耐高温降解的机械性能。

【成果介绍】

       Peter Sláma等人研究了热处理(退火、淬火、老化)对CuNi₃Si合金组织和力学性能的影响。CuNi₃Si合金具有良好的导电性、热扩散率和良好的机械性能。热处理对机械性能、电导率和热扩散率都有深刻的影响。Peter Sláma等人采用不同热处理工艺，在光学显微镜和扫描电镜下对试样进行观察。采用维氏硬度计对其力学性能进行了测定。使用LINSEIS的热扩散/导热系数测定仪LFA 1000，采用激光闪光法测量了热扩散系数。试样硬度在70 ~ 250 HV10之间。它们的导热系数在72到162 W/m.K之间。硬度Z低的淬火试样导热系数Z低。

【图文导读】

图1热处理后的微观结构。蚀刻，1000倍放大 

图2老化样品的微观结构。蚀刻，1000倍放大。

图3 老化温度下的维氏硬度HV10和热导率l

图4 退火和老化试样显微组织的扫描电镜图。标本已被蚀刻

【结论】

       Peter Sláma等人研究了热处理(退火、淬火、老化)对CuNi₃Si合金试样组织、硬度和导热系数的影响。淬火后退火(老化)试样的硬度和导热系数有相似的变化趋势。随着时效温度的升高，硬度和导热系数均增大，直至时效温度达到550℃。在550℃条件下，试样的硬度和导热系数Z大(250 HV10, 162 W/m.K)。相应的电导率为38.5% IACS。在650℃温度下发生过时效和析出物粗化，两者值均相应降低。导热系数的降低更为显著。硬度下降到Z大值的62%，导热系数下降到Z大值的94%。淬火后的试样硬度和导热系数Z低(在900℃和1000℃淬火后)。在另外两种气冷和炉冷退火试样中，硬度与导热系数之间没有正比关系。气冷试样硬度明显高于炉内冷却试样，但电导率明显低于炉内冷却试样。这些结果在铸态热处理试样上进行了测量。老化试样的硬度和电导率之间可能会有类似的相关性，但在这种情况下硬度值会更高。