论文摘要
CuNiSi合金以其优良的综合性能,在大规模集成电路用引线框架中有着广泛的应用前景。本文针对CuNiSi合金材料,研究了时效温度、时效时间以及时效前冷变形对添加微量合金元素的CuNiSi合金的组织和性能的影响。结果表明:冷变形和时效相结合能显著提高合金的综合性能。如CuNiSi合金450℃时效0.5h显微硬度和导电率分别为:172HV和28%IACS;而时效前经过60%变形450℃时效0.5h显微硬度和导电率分别达到了229HV和32%IACS。添加微量元素P、Ag对CuNiSi基合金性能的影响结果表明:微量P能有效提高CuNiSi合金的显微硬度,稍微提高合金的导电率;微量Ag能提高合金的硬度,但作用没有P明显,而且Ag能提高CuNiSi合金的导电率。另外,对二级时效进行的研究表明,二级时效可以明显提高合金的综合性能。如CuNiSi合金40%+450℃+40%+420℃后的抗拉强度达到了724MPa,导电率达到50%IACS,抗软化温度达到455℃,均满足该类材料的性能要求。利用透射电镜研究了CuNiSi系合金在不同条件下时效时的组织转变规律,研究发现:CuNiSi系合金都有一个共同的析出相Ni2Si相;CuNiSiAg合金中除Ni2Si相外,没有发现其它的析出物;而在CuNiSiP合金中发现有Ni3P化合物形成。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,得到了真应力-真应变曲线。讨论了变形温度、变形速率对CuNiSiP和CuNiSiAg合金高温压缩变形的影响规律。结果表明:应变速率和变形温度的变化对合金的再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶;应变速率越小,合金也越容易发生动态再结晶,所对应的峰值应力也越低,且变形温度和变形速率对合金显微组织影响较大;并且利用Arrhenius双曲正弦函数求得CuNiSiP合金和CuNiSiAg合金的热变形激活能Q分别为485.6kJ/mol和312.3kJ/mol,并建立了两种合金的流变应力方程和动态再结晶的晶粒尺寸模型。
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