电火花等离子烧结Cu-Ni-Si-Cr合金的组织性能优化

武小岗，王娇娇，汪洁贞，王衍志，吴亚科，江峰

（西安交通大学金属材料强度全国重点实验室，陕西 西安 710049）

摘  要：本文以气雾化的Cu-Ni-Si-Cr合金粉末为原料，在650 ℃，750 ℃和850 ℃三种烧结温度下通过电火花等离子烧结（Spark Plasma Sintering，SPS）工艺成功制备得到合金样品。并分别进行密度测试、微观组织观察、显微硬度和经过固溶时效处理后的力、电学性能测试，探究烧结温度及后续热处理工艺参数对SPS方法制备的合金样品的组织及性能影响。当烧结温度在750 ℃及以上时，得到了致密度超过99%的均匀铜合金，基本保持了原始细小的晶粒组织。分别在930 ℃，960 ℃和980 ℃固溶和510 ℃时效处理后，合金组织中大量析出δ-Ni₂Si和Cr₃Si第二相，阻碍位错运动从而提高了合金力学性能，其平均屈服强度可达464.9 MPa，抗拉强度实现599.7 MPa，且保持17.0%的断后延伸率。与此同时，Ni，Si固溶元素的析出净化了基体，减弱了电子散射使电导率也大幅提升至45.2 %IACS。SPS工艺制备并经过后续热处理优化得到了综合性能良好的Cu-Ni-Si-Cr合金，可为未来大规模产业化制备提供一个可行性选择。