高纯无氧铜银合金的研究
高纯无氧铜银合金的研究
孙向明!吕松强"安徽省冶金科学研究所安徽合肥#$%%&&’
摘要高纯无氧铜银合金具有高电导性(高软化温度和高强度)是串激电机换向器的新材料*为此研究了化学成分(熔炼工艺和加工工艺对合金性能的影响*
主题词无氧铜银合金电导率软化温度力学性能
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"G H I J K L M N O K H P K Q R ST U Q R R J M V WX P K T H P T Y T Z T Q M P I[H Z U K U J U T\T]T K G H I J K#$%%&&’
:^_,8B‘,\K V I a b J M K U Wc J a G VQ R R N WN]N d W V T H]M T Tb N Z Z T Z ZM Q U I T M I K V IT R T P U M K PP N H e J P U K O K U WQ H eZ N]U T H K H V U T f b T M Q U J M T Q H eZ U M T H V I)U I K Z H T g f Q U T M K Q R K Z g T R R Z J K U Q h R T U Nh T J Z T eK HU I T U M Q H Z O T M U T M N]U I T Z T M K T Z f N U N M i j I T T]]T P U Z N]P I T f K P Q R P N f b N Z K U K N H)f T R U K H VQ H eg N M k K H VN Hb M N b T M U K T Z]N M U I T Q R R N WI Q O T h T T HZ U J e K T eK HU I K Z b Q b T M i
l引言
换向器是直流电机的重要部件之一)紫铜"j&’和无氧铜"j m&’是制造换向器的传统材料*随着微特电机制造技术的发展)电机的转速愈来愈高)体积愈来愈小*电机的电磁负荷增加)温升提高)因此对换向器材料的性能要求更为苛刻*由于紫铜和无氧铜的强度低(软化温度低)显然已不能满足微特电机换向器的要求)必须开发新材料*
高纯无氧铜银合金n o&%%p&%q r)夹杂物量s总o&%%p&%q r)c J t G V uv v i v v w"G V%i%#w x%i&%w’)该合金由于氧和夹杂物含量极低)净化了晶界)使得晶界脆化和裂纹产生的概率显著减少)提高了合金的韧度和电导率y由于在铜中加入了少量的银)在电导率下降甚少的情况下显著提高了合金的力学性能和软化温度*
我国无氧铜和铜银合金的标准与日本无氧铜和美国无氧铜的标准对照见表&*
由表&可见)我国的无氧铜允许的含氧量和夹杂物远高于国外同类标准中的含量)因此开发高质量无氧铜十分重要z&{*经多年的试验研究)我们发现高纯无氧铜银合金"j m N G V%i%r合金’主要性能均赶上国际先进水平)可以替代进口材料*表#是j m N G V%i%r合金与国外无氧铜银合金化学成分和主要性能对比*
!男|}岁高级工程师
安徽省科技基金(国家火矩计划资助项目
&v v v a%#a%~收到初稿&v v v a%~a$&收到修改稿!试验方法
!i l含银量范围
为了提高铜的抗拉强度和硬度)一般可添加合金元素和增大冷变形度)但不同程度地降低了铜的电导率*为保持较高的电导率)试样选用G V%i%#w x%i&%w的高纯无氧铜银合金*
!i!真空熔炼工艺
由"K h h Z吸附理论可知)绝大多数的低熔点夹杂物将富集在晶界或界面*文献z#{用示踪法测定#K在晶界的局部偏聚浓度比晶内高&%$倍)由于晶界本身是一个缺陷较多的过渡带)金属中只要有&p&%q r的低熔点夹杂存在)就可能使其在晶界的偏聚量达%$&w左右)与#K类似)L h和X T等也易偏聚在晶界处*另外)铜中的脆性化合物"c J
#n(c J#X( c J#X T等’也易在晶界偏聚或沉淀)从而对合金性能产生一系列不利的影响*
通常在电解铜中存在约~%%p&%q r的氧和夹杂物)用一般的化学方法难以去除*而通过真空冶炼z$(|{)提高真空度)可以使蒸气压较高的元素挥发)从而去除L h(#K(X h等低熔点有害元素*为此采用%"a#~真空感应炉进行熔炼和铸锭)选择高纯石墨坩埚和铁模*每炉装入量#~k V)c J一次性装入坩埚)G V装入料斗中)装入的原材料必须纯度高(清洁无锈*
在真空度达到%i r L Q时开始送电)缓慢升高功率)使气体在熔化期尽可能排出*在炉料完全熔化后)提高功率和真空度)保持适当的精炼时间)使铜液中的气体进一步排出和夹杂物加速挥发*因此)精
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第#|卷第&期#%%%年#月
机械工程材料
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