銅鉻鋯合金的發(fā)展與應(yīng)用研究文獻(xiàn)綜述在很多金屬材料之中，銅作為被人們廣泛利用和熟知的材料，銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、和優(yōu)良的工藝性能，其性能僅次于銀[1]。雖然也存在著很多使用的局限性，但其優(yōu)點(diǎn)又讓人們難以割舍，其目前被廣泛應(yīng)用于電力、電子、能源、交通、輕工及各種新興行業(yè)。在我國，銅作為有色金屬材料具有很大的研究價值，而且其消費(fèi)量中僅次于鋁的消費(fèi)量。我國作為銅消耗大國，無論是產(chǎn)量還是消費(fèi)量均居世界首位。正是因?yàn)殂~合金具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，其核心主要是作為導(dǎo)電材料，在一些高新技術(shù)領(lǐng)域是必不可缺的材料。因此世界朝著多極化方向發(fā)展，市場需求越來越大，銅合金的種類越來越多。根據(jù)姜業(yè)欣等[2]表明銅合金大概可分為高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金、耐磨耐蝕銅合金、超高強(qiáng)彈性銅合金和先進(jìn)銅基復(fù)合材料等。1國內(nèi)外的銅鉻鋯合金研究進(jìn)展隨著最近幾年電子產(chǎn)品和電氣化鐵路的發(fā)展得到飛速提升，高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的需求量也日益增加。國際市場上現(xiàn)已存在超過100多種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性的銅合金材料。目前，Cu-Fe-P系合金主要是在引線框架中得到廣泛應(yīng)用。但是Cu-Fe-P系合金在生產(chǎn)的過程中仍存在很多的問題，與國外的生產(chǎn)水平還存在的一定的差距。Cu-Ni-Si系合金具有比較好的強(qiáng)度、硬度，但存在的問題是導(dǎo)電性不足，仍無法滿足國家科技高速發(fā)展的需求。而Cu-Cr-Zr系合金具有優(yōu)異的綜合性能。它不僅具有較高的強(qiáng)度，而且具備優(yōu)良的導(dǎo)電性。所以Cu-Cr-Zr系合金是最具有研究價值和應(yīng)用價值的高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性能的銅合金之一。銅鉻鋯合金是一種以純銅為基體，再加入鉻和鋯的一種高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金，由于該合金高強(qiáng)高導(dǎo)的性能在當(dāng)下很多的領(lǐng)域需求逐漸增加，且要求越來越高。在國外已經(jīng)形成完整的研究體系，并且進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和研究，其銅合金引線框架帶材產(chǎn)品豐富而且產(chǎn)量大；德國的維蘭德；美國的奧林黃銅、德馬克等，其不僅內(nèi)需，還進(jìn)行對外出口。我國最早開始研究高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金引線框架材料是從上世紀(jì)80年代。但是由于當(dāng)時技術(shù)不到位，生產(chǎn)規(guī)模小，大多數(shù)研究都偏向從國外引進(jìn)或者仿制其它技術(shù)，與國外研究水平仍存在著一大段的距離。直到后來許多的高校和洛陽銅加工廠、中科院金屬所、銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司等單位開始對高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金的一些主要性能、制備方法工藝以及銅合金組織微觀形貌等進(jìn)行了理論研究，但仍無法進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。目前，我國生產(chǎn)的銅鉻鋯合金很少投入民用生產(chǎn)，就是因?yàn)榧夹g(shù)的不到位。根據(jù)以上所述，我國對于建立高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金完整的開發(fā)體系、研究具有優(yōu)異性能和獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯合金已經(jīng)迫切需要得到突破，所以目前高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯合金是我國研究的重點(diǎn)研究對象之一。2銅鉻鋯合金的主要應(yīng)用領(lǐng)域2.1引線框架用材料引線框架是電子信息產(chǎn)業(yè)中必不可少的一部分。其必須要具備高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、良好的塑性及延展性和散發(fā)熱量及保護(hù)元件等作用。到目前為止，需求日益增加，銅合金材料的強(qiáng)度要求也越來越嚴(yán)格，即需要提高到550MPa-600MPa、導(dǎo)電率提高到75%-80%IACS，同時對引線框架銅合金帶的板形、耐高溫性、厚度及其公差和殘余應(yīng)力等綜合性能也提出更高的要求[3-4]。對此需求，如Cu-Cr-Zr系列的時效強(qiáng)化型的高性能合金剛好可以滿足需求。在未來的發(fā)展中，引線框架無論是表面或是外形，精度會越來越高，且性能高、厚度小，趨于超薄化和異型化發(fā)展。2.2電氣化鐵路接觸線隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，電氣化鐵路的飛速發(fā)展已經(jīng)是生活中必不可少的一部分。列車通過與電氣化鐵路接觸網(wǎng)接觸獲得源源不斷的電能，而接觸網(wǎng)是接觸線組成的關(guān)鍵零部件[5]。所以接觸線的需求也在不斷地增加。目前電氣化鐵路的蓬勃發(fā)展導(dǎo)致其對于使用接觸線的類型越來越多，雖然從截面的外觀看起來基本一致且結(jié)構(gòu)較為簡單，但是對其綜合性能要求極為嚴(yán)苛。在電氣化鐵路的運(yùn)行過程中，時速不斷被提高，接觸導(dǎo)線要承受巨大的懸掛張力和熱作用[6]。因此接觸線要具有良好的力學(xué)性能、良好的導(dǎo)電性能、良好的高溫抗軟化性能、良好的耐磨性能、良好的耐磨性能和較小的線脹系數(shù)等性能[7-9]。而目前我國對于高性能的電氣化鐵路接觸線無法進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，仍然需要從國外進(jìn)口。2.3其它方面應(yīng)用結(jié)晶器是連鑄機(jī)關(guān)鍵零件之一。澆鑄連鑄鋼胚的合格率的高低往往取決于連鑄設(shè)備的質(zhì)量、性能的好壞，所以結(jié)晶器是連鑄機(jī)上最重要的構(gòu)件之一。在生產(chǎn)過程中，結(jié)晶器是對高溫鋼水進(jìn)行連續(xù)冷卻使其成型的[10]。隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致結(jié)晶器極易發(fā)生損壞、磨損，極易發(fā)生變形。因此對結(jié)晶器材料的要求不斷提高，而使用銅鉻鋯合金即滿足其所需的所有要求性，這樣也使得結(jié)晶器的壽命大大提高，所以銅鉻鋯合金是制作結(jié)晶器的理想材料之一。自動焊機(jī)和自動焊接機(jī)器人的使用量越來越大，電阻焊需在高速、高效率和高節(jié)奏下完成。電阻焊電極材料作為電極的主要作用則是在焊接過程中為被焊接的工件提供電能。因此電阻焊電極材料的使用是十分關(guān)鍵的，所以這對電極材料的強(qiáng)度、導(dǎo)電性能和抗熔粘性能等性能的要求越來越嚴(yán)苛。由于銅鉻鋯合金具備的優(yōu)異的綜合性能，銅鉻鋯合金可以滿足作為電極材料對于性能要求的所有條件。所以銅鉻鋯合金現(xiàn)已成為我國電阻焊行業(yè)廣泛應(yīng)用的一種新型銅鉻鋯合金電極材料。銅鉻鋯合金對被焊接材料焊接質(zhì)量好、成本低、提高生產(chǎn)率、不產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)，所以銅鉻鋯合金作為電極材料的使用壽命長[11]。銅鉻鋯合金作為電阻焊電極材料其在碳鋼、不銹鋼或耐熱鋼和有色金屬的焊接得到廣泛的應(yīng)用，還用于機(jī)臂軸、電器開關(guān)、觸頭直流電機(jī)換向片號高溫導(dǎo)電部件[12]。參考文獻(xiàn)溫宏權(quán),毛協(xié)民,戚飛鵬.高強(qiáng)度高導(dǎo)電性銅合金研究現(xiàn)狀及展望[J].功能材料,1995(06):553-556.姜業(yè)欣,婁花芬,解浩峰,李廷舉,宋克興,劉雪峰,運(yùn)新兵,汪航,肖柱,李周.先進(jìn)銅合金材料發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國工程科學(xué),2020,22(05):84-92.杜錫勇,徐高磊,余錫孟.銅鉻系合金的研究進(jìn)展和應(yīng)用[J].世界有色金屬,2019(16):138-139.袁孚勝,王彤彤,郭峰.引線框架銅合金材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[N].中國有色金屬報(bào),2017-02-07(002).王國迎,路超,花思明,何宇,沈華,于婷,吳靜,吳冬寧.電氣化鐵路用銅及銅合金接觸線的研究現(xiàn)狀[J].有色金屬加工,2020,49(06):1-6+15.Liu,,Yilun.AdaptabilityResearchonCu-Cr-ZrAlloyforHighSpeedRailwayOverheadContactLinesDuringContinuousExtrusionProcess[J].CailiaoDaobao/MaterialsReports,2020,34(4):08131-08135.吳積貴.淺談影響高速鐵路接觸網(wǎng)零部件運(yùn)行穩(wěn)定性的因素[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2019(03):9-10.趙慧,肖曉暉,戚廣楓,徐鴻燕,李紅梅.高速鐵路接觸網(wǎng)吊弦的疲勞壽命分析[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2019,52(04):351-357.黃崇祺.輪軌高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)用接觸線(電車線)的發(fā)展、選型和國產(chǎn)化[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,1999(02):1-3.許軍,張如斌,陶金明.高強(qiáng)度Cu—Cr—Zr合金結(jié)晶器研究[A].中國金屬學(xué)會.2004年全國煉鋼、軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會議文集[C].中國金屬學(xué)會:中國金屬學(xué)會,2004:5.Emre,,Hayriye等.EffectofCr-NicoatedCu-Cr-ZrelectrodesonthemechanicalpropertiesandfailuremodesofTRIP800spotweldments[J].Engineeringfailureanalysis,2020,110.李美霞,楊濤,郭志猛.電阻焊電極用銅合金材料的研究進(jìn)展[J].河北工業(yè)科技,2008(02):116-118.侯夢蓮.高強(qiáng)高導(dǎo)Cu-Cr-Zr合金的析出組織[D].浙江大學(xué),2019.占國星,李明茂.高強(qiáng)高導(dǎo)Cu-Cr-Zr系合金的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].有色金屬科學(xué)與工程,2012,3(01):13-17+48.胡號旗,許赪,楊麗景,張恒華,宋振綸.高強(qiáng)高導(dǎo)銅鉻鋯合金的最新研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2018,32(03):453-460.Chen,Jinshui等.ContributionofZrto