稀土Al-Mg-Si合金导线的热处理与性能研究

采用稀土微合金化和热处理相结合的方法制备出了高强高导电率的铝合金导线,研究了均匀化退火温度和时间、时效温度和时间对合金显微组织、力学性能和导电性能的影响,优化了均匀化退火和时效热处理工艺。结果表明:相对于铸态合金,均匀化退火态合金的硬度降低而导电率提高;随着均匀化退火温度的升高和均匀化退火时间的延长,合金的显微硬度逐渐降低而导电率不断提高,适宜的均匀化退火工艺为570℃/8 h;随着时效温度的提高,导电率达到标准所需的时间缩短,而抗拉强度达到标准的时间先增加而后减小;稀土铝合金导线适宜的时效热处理工艺为190℃/9 h,此时铝合金导线的抗拉强度为242 MPa、导电率为60.2%IACS。     

Al-Si-Mg-B-Sr合金的均匀化退火工艺

对铸态Al-Si-Mg-B-Sr合金进行了不同温度和不同保温时间的均匀化退火处理,采用显微组织观察、硬度测试、导电率测试等手段研究了不同均匀化退火工艺对Al-Si-Mg-B-Sr合金组织、硬度与导电率的影响。结果表明,铸态合金组织存在一定偏析现象。经过550℃×9 h均匀化退火的合金组织均匀,偏析基本消除。随着均匀化退火时间的延长,合金的硬度先升高后降低,导电率逐渐升高。550℃×9 h均匀化退火的Al-Si-Mg-B-Sr合金的硬度最高,为74.5 HV0.5;550℃×15 h均匀化退火的合金的导电率最高,达到55.9%IACS。     

快速预冷等温球化退火工艺对Cr12MoV模具钢组织和性能的影响

通过对Cr12Mo V冷作模具钢常规球化退火工艺的改进,进行快速预冷等温球化退火工艺试验,并将经新工艺退火后的合金进行淬火、回火热处理,研究了不同预冷等温球化退火工艺对Cr12Mo V钢最终热处理组织和性能的影响。结果表明:理想的球化退火新工艺是940℃×0.5 h油冷至400℃左右后进行730℃×(1~1.5)h等温退火处理,该工艺处理后获得的碳化物颗粒细小,分布均匀,硬度适当,球化效果好,并大大缩短了退火时间。该钢经理想新工艺退火后再经淬火、回火,其组织和性能均优于经常规退火处理后再经淬火、回火的组织和性能。     

固溶时效处理对8030铝合金导线组织性能的影响

研究了固溶时效处理对8030铝合金导线组织性能的影响。结果表明,未经热处理的8030铝合金导线由α-Al、Al₆Fe、Al₁₃Cu₄Fe₃、AlMg₂Zn相组成。经过480 ℃固溶处理6 h后,AlMg₂Zn相完全溶入基体,Al₁₃Cu₄Fe₃相及Al₆Fe相部分溶入基体。再经240 ℃时效处理6 h后,第二相重新析出。经固溶时效处理后,8030铝合金导线的导电率都有所提高,在480 ℃固溶处理6 h,再经240 ℃时效处理6 h后,其导电率最高达56.67%IACS,比未经热处理的合金导电率提高了3.41%。经固溶时效处理后,8030铝合金导线的伸长率显著提高,在480 ℃固溶处理6 h,再经200 ℃时效处理4 h后,伸长率从未经热处理的3.75%提高到31.25%。     

均匀化退火工艺对AA8014铝合金组织的影响

对锂离子电池用AA8014铝合金铸锭进行了525℃、550℃和575℃,保温16 h、20 h和24 h的均匀化退火工艺试验。利用扫描电镜及能谱分析仪、金相显微镜、Image Pro软件和电导仪,研究了均匀化退火工艺对第二相类型、形貌、尺寸分布和合金导电率的影响。结果表明:铸态及均匀化样品存在含Mn的AlFeMn相、Al_6(FeMn)相及少量的Al_(15)(FeMn_3Si_2)相;均匀化后粗大第二相发生分断,最佳保温时间为20 h,保温时间延长到24 h,第二相粒子发生了粗化;均匀化温度由525℃上升到575℃,10μm以下的第二相粒子数量明显增多,而10μm以上的第二相粒子数量明显减少;铸态合金导电率为43.7%IACS,525℃、550℃和575℃均匀化退火20 h后,导电率分别为49%IACS、48%IACS和45%IACS左右,合金元素的固溶度随着温度升高而升高。     

高强铝合金导线均匀化处理工艺研究

采用光学显微镜、扫描电镜、导电率测试、拉伸测试等研究了不同均匀化处理工艺对高强导线用Al-Mg-SiB-Sr-RE合金铸态组织及性能的影响。结果表明:铸态Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金组织存在成分偏析,合金导电率、抗拉强度与伸长率分别为44.3%IACS、177.4 MPa和13.0%。铸态Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金经过580℃×9 h均匀化处理后,成分偏析得到明显改善。580℃×9 h均匀化后,合金的导电率、抗拉强度与伸长率分别为56.5%IACS、168.3 MPa和13.2%,综合性能最佳。580℃×9 h为Al-Mg-Si-B-Sr-RE合金的最佳均匀化处理工艺。     

热处理工艺对AA8030铝合金导线组织性能的影响

对AA8030铝合金导线进行热处理,探讨热处理参数对其相组成、显微组织及性能的影响。结果表明,经适当热处理后,该合金导线中AlMg_2Zn相消失,Al_(13)Cu_4Fe_3相发生部分溶解;在480℃保温6 h、空气中冷却后,合金导电率达最高值62.28%IACS,比未经过热处理的试样导电率提高了2.81%,而该热处理工艺后试样的抗拉强度有所降低,伸长率却大幅度提高;在480℃保温少于1 h、空气中冷却工艺处理后,合金伸长率为39.097%,比未经热处理的试样伸长率提高了34.097%。     

富Ce混合稀土加入量对铝合金组织与导电性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温导电率及高温电阻率测试等方法研究富Ce混合稀土对铸态及均匀化态铝合金组织与导电性能的影响。结果表明:富Ce混合稀土对铝合金组织具有细化、变质和净化的作用,加入量为0.10%时细化效果最好;随着富Ce混合稀土加入量的增加,细化效果逐渐减弱,但对含铁杂质相的变质作用加强,导电率逐渐升高,加入量为0.30%时,导电率达到62.10%IACS;合金在570℃均匀化24 h后导电率整体上升,富Ce混合稀土加入量为0.30%时,导电率达到62.30%IACS;富Ce混合稀土对铝合金的高温导电性能有不利影响,加入量越多,合金在高温下的电阻率越大,通过均匀化处理可以减小合金的高温电阻率,降低合金电阻率对温度的敏感性。     

形变热处理对Cu-Ti-Fe-Sn合金组织与性能的影响

利用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金,通过均匀化退火、固溶+冷轧(变形量分别为40%、60%、80%)+450 ℃时效处理,研究了形变热处理对Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金显微组织、导电率及硬度的影响。结果表明:真空熔炼制得的 Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金铸态组织中含有大量的枝状晶组织,经固溶处理后组织中出现了晶粒长大;铸态合金的硬度和导电率分别为178.1 HV和10.85%IACS,固溶处理后硬度和导电率都相应降低,分别为102.7 HV和4.58%IACS。经过冷变形和时效处理后Cu-3Ti-0.2Fe-1Sn合金硬度明显提高,变形量为60%时,时效480 min时硬度达到峰值,合金硬度为310.2 HV,此时合金的导电率为18.59%IACS。     

5A03铝合金的均匀化工艺研究

采用差热分析(DSC)、光学显微分析(OM)、涡流电导测试、维氏硬度测试等研究了5A03铝合金,的不同均匀化处理的显微组织演变,分析了均匀化时间和导电率的对应关系;确定了5A03合金均匀化的最佳工艺。结果表明,均匀化处理后晶界处针状FeAl_3相球化或消失;5A03最优的均匀化工艺为520℃/8 h,在该工艺下,5A03合金硬度为56.6 HV,导电率为31.5%IACS。     

电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。     

退火对冷轧Cu-Ag合金组织及性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和热电性能分析系统等研究了退火对Cu-24%Ag合金显微组织、力学性能以及电学性能的影响,通过构建电子界面散射模型对合金导电机制进行了研究。结果表明,通过退火对Cu-24%Ag合金的显微组织进行了有效调控,改善了其综合性能。与冷轧态相比,合金经350 ℃退火1 h后,抗拉强度下降至冷轧态的95%,合金导电率提升了4%IACS。经450 ℃退火1 h,由于Ag纤维的溶解,合金的抗拉强度显著下降,只有冷轧态的一半左右;Ag纤维的溶解降低了电子的散射几率,使得导电率大幅度提升。因此,合金在350 ℃退火1 h后综合性能最佳,其抗拉强度和导电率分别为622 MPa和81%IACS。     

微量铬强化B10合金形变热处理后的组织及性能

利用真空感应熔炼-铸造工艺制备了微量铬强化的B10合金(即Cu-10Ni-0.3Cr(mass%)合金),并对铸态合金进行固溶、冷变形及退火处理,采用光学显微镜、拉伸测试和四线制测量法等研究了不同处理状态下Cu-10Ni-0.3Cr合金的显微组织、力学性能和电导率。结果表明,铸态Cu-10Ni-0.3Cr合金晶粒为等轴状,晶粒中均匀分布着黑色颗粒状析出相;再结晶退火后合金的组织均匀细小,晶粒内有明显的退火孪晶。铸态合金的导电性最好,电导率为17.15%IACS,900℃固溶2 h后合金的导电性最差,电导率为12.30%IACS。冷轧态(50%变形量)合金的强度、硬度最高,分别为340 MPa、112 HB,延塑性最差,伸长率只有8%;再结晶退火态合金综合力学性能最好;随着退火温度升高,冷轧态合金形变组织逐渐消失,且退火温度愈高,形变组织消失得愈明显,同时晶粒在退火过程中发生长大,最终导致合金强度、硬度降低,塑性增加。     

Aging Precipitation Characterics of Lead Frame Cu-Cr-Zr-Mg Alloy

This paper presents the effects of aging processes on the properties and microstructure of Cu-0.3Cr-0.15Zr-0.05Mg lead frame alloy. Optimal conditions for good hardening and electrical conductivity can be obtained by solution treating at 920℃ for lh and aging at 470℃ for 4h and at 550℃ for lh. The hardness and electrical conductivity can reach 108HV, 73%IACS and 106HV, 76%IACS, respectively. Aging precipitation was dealt with by transmission electronic microscope (TEM). At 470℃ aging for 4h the fine precipitation of an ordered compound CrCu2(Zr, Mg) is found in matrix as well as fine Cr and Cu4Zr. Aging at 550℃ for lh some precipitates are still coherent with matrix. The CrCu2(Zr, Mg) completely dissolves into Cr and Cu4Zr.     

退火工艺对T2纯铜线材组织和性能的影响

通过冷拉拔塑性成形制备了T2纯铜线材,然后对其进行了400 ℃×60 min低温长时退火和850 ℃×(20,40,60) s高温短时退火试验。通过光学显微镜、扫描电镜、万能试验机和直流双臂电桥等,研究了不同状态线材的微观组织、力学和电学性能。研究表明:拉拔态纯铜线材的纤维状组织在退火后形成了再结晶晶粒,并伴有退火孪晶出现。随着850 ℃退火保温时间的增加,退火线材的再结晶晶粒不断长大,晶粒形貌更趋向等轴晶,组织均匀性得到提高。退火态线材的平均抗拉强度约是拉拔态的57.1%;断后伸长率约是拉拔态10倍;经400 ℃×60 min退火,其导电率比拉拔态线材仅提高约0.3%;经850 ℃×(20,40,60) s退火其平均导电率比拉拔态线材提高约5.2%。高温短时退火后线材的综合力学性能和电学性能不仅比低温长时退火的性能较优,而且其具有较高的退火效率。拉拔态线材经850 ℃×40 s高温短时退火后具有较高的综合力学性能和导电性能。     

Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金均匀化退火过程中Mg、Mn元素显微偏析的DICTRA 模拟

基于DICTRA动力学软件的MOB2和Al基数据库对 Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金在470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的显微偏析情况进行了模拟计算。采用了模拟结果与显微组织观察相结合的方法,并使用偏析因子来评价470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的偏析程度。在470℃不同退火时间Mg和Mn元素的偏析因子有如下变化：退火8.3小时后,Mg的偏析因子约为0.94,接近1.0,而Mn的偏析因子在0.78~1.3之间；在退火11.1小时后,Mg的偏析因子约为1.0,表示Mg的浓度基本扩散均匀,而Mn的偏析因子依然在0.78~1.3之间；退火27.8小时以后,Mn的偏析因子为0.8~1.3,与11.1小时相比只有微小的变化。根据计算结果,Mg引起的微观偏析可通过均匀化退火消除,470oC下最少退火时间为11.1小时；而Mn引起的微观偏析即使是470oC下退火保温时间为27.8 ~30小时依然不能消除。这为Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金退火工艺的选择提供了参考。     

Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金的时效性能

对不同变形量的Cu-Ni-Si-Mg合金进行时效处理,研究了变形量、时效温度及时效时间对合金性能的影响。结果表明,时效前的预冷变形能够促进合金在时效过程中第二相的析出,从而提高合金的显微硬度和导电率。当合金经60%的冷变形,在450℃时效1 h,能获得较高的显微硬度与导电率,分别达到242 HV0.2和35.5%IACS。同时建立了该合金在450℃下,关于时效时间的相变动力学方程和导电率方程。