CuCrZr 作為鉻鋯銅的高強(qiáng)度版本,通過 “1.2% 鉻 + 0.15% 鋯” 的強(qiáng)化配方,在高溫強(qiáng)度與耐熱性上實(shí)現(xiàn)突破,成分范圍:銅 98.0%-98.5%,鉻 1.0%-1.4%,鋯 0.12%-0.18%,鎂≤0.05%。更高的合金含量使其抗拉強(qiáng)度達(dá) 450-500MPa,同時保持 75% IACS 的導(dǎo)電率,適合高溫高應(yīng)力導(dǎo)電部件。
1.2% 的鉻形成更高密度的強(qiáng)化相,經(jīng)時效處理后,Cr 粒子數(shù)量比 CuCr1Zr 多 20%,顆粒尺寸控制在 15-25nm。在 300℃時,其抗拉強(qiáng)度保持率達(dá) 85%,某汽車發(fā)動機(jī)的 CuCrZr 點(diǎn)火電極,在 250℃缸體環(huán)境中,使用壽命達(dá) 10 萬公里,是純銅電極的 3 倍,火花塞間隙變化≤0.05mm。
0.15% 的鋯進(jìn)一步提升高溫穩(wěn)定性,使合金在 450℃下仍無明顯軟化(硬度保持率 80%)。某熱鍛模具的 CuCrZr 冷卻水管(直徑 8mm),在 350℃模具溫度下,熱導(dǎo)率保持 300W/(m?K),冷卻效率比不銹鋼管提高 50%,使鍛件成型周期縮短 15%。
耐磨性能優(yōu)于普通鉻鋯銅,某電阻焊電極的 CuCrZr 觸頭(直徑 16mm),在焊接 1 萬點(diǎn)(低碳鋼)后,電極帽磨損量僅 0.2mm,比 CuCr1Zr 延長壽命 40%,焊點(diǎn)強(qiáng)度波動≤5%。其抗電弧燒蝕性能良好,某高壓開關(guān)的 CuCrZr 觸頭,滅弧次數(shù)達(dá) 5000 次無明顯損傷,分?jǐn)鄷r間穩(wěn)定在 0.02 秒。
制備工藝強(qiáng)化高溫性能,采用真空雙聯(lián)熔煉(感應(yīng)爐 + 電渣重熔),降低氣體含量(氫≤1ppm),避免高溫下的氣泡缺陷。鍛造溫度 900℃,多道次變形(每道次 25%)細(xì)化晶粒至 50μm,經(jīng) 500℃時效 3 小時,獲得最佳強(qiáng)度與導(dǎo)電率匹配(強(qiáng)度 480MPa 時導(dǎo)電率 72% IACS)。
應(yīng)用集中在高溫高應(yīng)力導(dǎo)電領(lǐng)域:電焊機(jī)的電極(點(diǎn)焊、縫焊),450MPa 強(qiáng)度抵抗焊接壓力(500-1000N);熱成型模具的冷卻鑲塊,兼顧高強(qiáng)度與高導(dǎo)熱(300W/(m?K));高壓斷路器的觸頭,耐電弧燒蝕確保開關(guān)可靠(操作次數(shù)≥1 萬次)。
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