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螺旋弹簧触指是一种连接开关电器的触头零件,必须具有高强高导高弹的性质,因性价比低、环境敏感性高成为制约我国高压电器发展的瓶颈之一,也是材料界近年来研究的热点之一。 本文选择高导高弹成分为QBe1.9和Cu-0.5Cr-0.2Zr,直径均为1.6mm的铍青铜和铬锆铜丝材为研究对象,针对其制备过程中的难点问题,如螺旋弹簧触指的折弯成型与丝材的焊接,利用扫描电镜、透射电镜、万能拉压试验机、各种热处理、成型和焊接设备等对螺旋弹簧触指从弹簧绕制到性能检测进行系统的研究,旨在获得实用性极强的螺旋弹簧触指,也为我国在这方面的研究打下一定的基础。研究表明: 1、铍青铜采取热处理工艺为790℃×1h固溶后淬火+(320±5)℃×2h时效处理后,抗拉强度由560.57MPa提高到761.95MPa,硬度由246HV提高到362HV,导电率由27.43%IACS提高到50.19%IACS。铬锆铜采取热处理工艺980℃×1h固溶后淬火+(450-460)℃×4h时效处理后,抗拉强度由290.01MPa提高到411.17MPa,硬度由81HV提高到116HV,导电率由32.75%IACS提高到58.31%IACS。铍青铜热处理后析出具有体心立方的硬质γ相,铬锆铜热处理后析出具有体心立方的Cr原子和锆的金属间化合物。铍青铜热处理后断口呈杯锥状,有大量撕裂棱及少而浅的韧窝,倾向于准解理断裂。铬锆铜热处理后断口不平整,有大而阔的韧窝,属于微孔聚合断裂。 2、对热处理后的铍青铜和铬锆铜进行TIG焊和氧乙炔焊焊接,两种焊接接头焊缝处的组织为过饱和的α固溶体(铍青铜氧乙炔焊焊接接头焊缝组织为铸态铜),铍青铜热影响区的组织为α+γ,铬锆铜热影响区组织为α+Cr+锆的金属间化合物。在TIG焊条件下,铍青铜包括焊缝在内整个热影响区宽度约8mm,焊接接头强度为744MPa,断裂位置为焊缝区,断裂机制为准解理断裂;铬锆铜包括焊缝在内整个热影响区宽度约为11mm,焊接接头强度为390MPa,断裂位置为热影响区,断裂机制为微孔聚合断裂。在氧乙炔焊焊接条件下,铍青铜包括焊缝在内整个热影响区宽度约为16mm,焊接接头强度为292.5MPa,断裂位置为焊缝区;铬锆铜包括焊缝在内整个热影响区宽度约为14mm,焊接接头强度为315MPa,断裂位置为热影响区,断裂机制为微孔聚合断裂。 3、设计并制造出简单易行的螺旋弹簧触指折弯成型模具。螺旋弹簧触指折弯成型前,铍青铜弹簧轴向弹性系数为6.6×102N/m,径向弹性系数为6.21×102N/m。铬锆铜弹簧轴向弹性系数为4.6×102N/m,径向弹性系数为5.6×102N/m。铍青铜与铬锆铜螺旋弹簧触指成型后的径向弹性系数分别为6.8×102N/m及6.12×102N/m。