（河南江河机械有限责任公司 河南平顶山 467337）
摘要：众所周知，现代工业的飞速发展对高强高导铜合金需求越来越迫切，目前Cu-Cr合金是应用最广泛的高强高导铜合金材料之一，本文主要探索了同一热处理工艺对不同化学成分Cu-Cr合金性能的影响。
关键词：高强高导；Cu-Cr合金；热处理
Cu-Cr合金是一种应用性能优良的高强高导铜合金，目前这类材料广泛应用于高压开关元件、配电柜等多种电力设备上，随着国家对高端电力设备的要求越来越严，需求越来越大，这种材料的应用将会越来越广泛[1-3]。
1 产品基本介绍
近年来，我公司生产的Cu-Cr合金产品逐年增加，客户反馈我公司生产的Cu-Cr合金产品导电率不能满足产品要求，经过分析主要原因是热处理工艺未研究透彻。因此，如何突破导电率与性能之间的矛盾，并形成产业化，成为面临的主要课题。
2 研究目的
本次研究的主要目的是为了摸清Cu-Cr合金产品热处理工艺、化学成分及机械性能之间存在的关系， Cu-Cr合金中的Cr含量是一个范围，因此本次研究侧重于一个方面：相同热处理工艺对不同化学成分产品性能的影响。
2.1 研究方案
对在线生产的TCr0.5Φ63mm的Cu-Cr合金棒材根据化学成分分析结果，依次按照下限、中限、上限，各取1根试棒（分别编号1#—3#，长度均为400mm）进行工艺试验，试验流程如下：
试样编号（每根试棒取6个试样）→固溶状态性能（全部固溶处理后，不同含量试样各取2个进行抗拉强度、延伸率、导电率及硬度试验）→时效状态性能（将剩余试样时效处理后进行抗拉强度、延伸率、导电率及硬度试验）→结果分析
2.1.1 研究过程及分析
使用广谱分析仪对TCr0.5棒材进行化学分析，结果分别按照Cr元素含量的上(0.43%)、中(0.77%)、下限(1.04%)各取1根试棒（编号1#、2#、3#），每根试棒分别制成6个试样，按照研究方案进行后续试验。
3 热处理工艺研究
Cu-Cr合金产品最终质量关注强度与导电率，热处理在实现二者的平衡中起到至关重要的作用，高强高导Cu-Cr合金热处理工艺包括固溶处理和时效。产品工艺路线：挤压拉伸→固溶处理→时效处理，以下的研究中，每进行一步热处理，将会对产品性能指标进行一次测试。
3.1 固溶处理
加热温度、保温时间和冷却速度是固溶处理的主要工艺参数，加热温度要高于合金固态相变温度，才能让强化相（Cr离子）最大限度的溶入Cu基体中。根据生产实践情况进行固溶处理，将加热温度设定为1010℃，到温后装炉保温30min，出炉后快速水冷（不大于10s），试验结果见表一：
表一 TCr0.5固溶处理性能汇总表
由以上实验结果可以看出：在挤压拉伸→固溶状态下，随着Cr含量的升高，产品硬度有明显升高的趋势，导电率变化无规律。
3.2 时效处理
Cu-Cr合金是一种时效强化型合金，时效温度和时效时间在很大程度上影响着合金的最终性能。取Cr含量为中限（0.77%）的铜棒，其他条件相同，温度不同的状态下进行时效（每种温度下取6个试样），试验结果：
表二：时效温度与导电率关系
由实验结果得出：时效温度480℃最为合适。
本次时效处理按要求将加热温度设定为480℃，炉子到温后保温8小时，出炉空冷，试验结果见表三：
表三：TCr0.5时效处理性能汇总表
由实验结果得出：经过最后的时效处理，随着Cr含量的升高，产品硬度明显升高，抗拉强度、延伸率无规律，导电率满足80%IACS要求，但2#、3#处于要求下限。
小结
通过本次及前期Cu-Cr合金热处理工艺试验，可以得出相同热处理工艺对不同化学成分Cu-Cr合金性能的影响：随着时效保温处理时间的延长，导电率呈上升趋势，但保温时间不能过长；控制Cu-Cr合金中Cr的含量在国家标准的中、下限范围内，可以使Cu-Cr合金经过固溶处理（1010℃）与时效处理（480℃）后，导电率大于80%IACS的要求。
参考文献
[1]田荣璋,王祝唐.铜合金及其加工手册[M].长沙:中南大学出版社,2002:1-15.
[2]陈一盛,韩宝军.高强高导铜合金的研究进展[J].南方冶金学院学报,2004,(2):17-21.
[3]洗爱平.大功率真空开关铜铬合金触头材料[J].中国有色金属学报,2001,(11):731-740.
作者简介
郭玲玲（1981—），女，助工，本科，主要从事模具设计及热处理等方面的工作。
论文作者:郭玲玲,刘玉卿,王际博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/31
标签：合金论文; 时效论文; 工艺论文; 试样论文; 温度论文; 性能论文; 产品论文; 《电力设备》2017年第24期论文;