颁布功夫：2021-06-08点击：4702
提要：某公司使用ＴＵ１无氧铜棒出产电真空器件 ，封装过程中铜棒表表起泡。选取低倍检验、金相检验、化学成分分析、扫描电镜以及能谱分析等步骤对起泡原因进行了分析
。了局批注：ＴＵ１无氧铜棒在挤造过程中尾部切除不齐全 ，存在皮下缩尾缺点 ，皮下缩尾缺点中的氧化物同化是导致铜棒表表起泡的重要原因。
关键词：ＴＵ１无氧铜棒；电真空器件；表表起泡；皮下缩尾；氧化物同化
中图分类号：ＴＧ３７９ 文件标志码：Ｂ 文章编号：１００１－４０１２（２０１７）０２－０１４４－０３
电真空器件重要利用于高频和超高频发射管、高压和超高压开关、波导管、磁控管等领域 ，要求严格节造资猜中的氧含量 ，其原因是电真空器件必要在氢气中加热封装 ，氧的存在会导致氢气。郏保莸姆⑸ ，引起器件在高真空环境中的粉碎 ，因而电真空用铜必须用高纯度的无氧铜作为原资料。某公司选用ＴＵ１无氧铜棒作为出产电真空器件的原资料 ，在封装过程中发现工件表表起泡 ，导致产品报废。一段功夫以来 ，无氧铜及其他紫铜在出产过程中产生起泡景象一向困扰着原资料出产厂家。为此 ，笔者通过***的理化检验及分析探求了可能导致该批无氧铜工件表表起泡的原因 ，并给出了改进措施。
１.理化检验
１．１低倍检验
ＴＵ１无氧铜电真空器件表表的鼓泡描摹如图１所示 ，图中箭头所指为鼓泡。对工件横端面车削后用体积分数为３０％的硝酸水溶液侵蚀 ，肉眼可观察到
在棒材近表表存在皮下缺点 ，未发显熹他低倍缺点 ，如图２所示 ，图３为图２中箭头所指缺点的放大描摹 ，能够明显地看到裂口的表侧向表鼓出形成起泡。
１．２金相检验
对工件沿横端面和纵截面取样 ，经金相造样并侵蚀后在金相显微镜下观察。工件显微组织为α单相再结晶组织 ，晶间无第二相 ，组织正常。在工件横端面和纵截面金相试样上均可观察到皮下缩尾缺点 ，如图４和图５所示 ，图中箭头１所指为缺点 ，箭头２所指为工件表表表。
对工件出缺点处和无缺点处罚别取样进行氢气退火 ，按 ＹＳ／Ｔ。时时—２００９《无氧铜含氧量金相检验步骤》［２］进行等级评定。出缺点处经氢气退火后 ，晶间严重开裂 ，氧含量等级为５级 ，见图６；无缺点处经氢气退火后 ，晶间无裂纹 ，氧含量等级为１级 ，见图７。
１．３化学成分分析
对工件取样进行化学成分分析 ，其中氧含量在美国力可定氧分析仪上分析 ，其他元素含量均在美国热电４４６０型直读光谱仪上分析。各元素含量分析了局和 ＧＢ／Ｔ。担玻常—２０１２《加工铜及铜合金商标和化学成分》［３］中 规 定的 ＴＵ１ 无 氧 铜化学成分见表１？杉ぜ所有杂质元素的含量均幼于尺度划定的含量上限要求 ，尤其是氧含量远低于尺度划定的含量要求。
１．４扫描电镜分析
工件起泡处剖开后底部的扫描电镜（ＳＥＭ）描摹如图８所示 ，可见表表有显著的附着物 ，对附着物进行能谱（ＥＤＳ）分析 ，了局显示附着物重要为由氧、铜、铝等元素组成的氧化物 ，见图９。
２.分析与会商
工件资料为 ＴＵ１无氧铜棒 ，原始棒材机加工后经真空高温钎焊 ，表表出现较多、大幼不等的起泡 ，起 泡 表 面 圆 滑、鼓 满 ，且 沿 加 工 方 向 稍 有 拉 长（图１）。工件端面低倍侵蚀后观察 ，组织较细 ，在距棒材近表表处存在不陆续的环状皮下缩尾缺点 ，部门已张开并形成裂口（图２） ，裂口的表侧向表鼓出形成起泡（图３） ，未发显熹他低倍缺点。缩尾是挤压抑品尾端的一种特殊缺点 ，按其在制品上散布的地位 ，可分为一次缩尾、二次尾、皮下缩尾。皮下缩尾位于制品表表或近表表 ，严重的能够形成表表分层。挤制品在挤压后期死区左近的金属因剧烈滑移产生很大的剪切应力而断裂 ，此时渣滓锭坯表表的氧化膜、光滑剂等污物沿着断裂面流入挤制品包覆在表表或近表表 ，从而形成皮下缩尾缺点［４］。从工件横端面显微组织中观察到了这种氧化物同化 ，气泡剖面部门张开 ，裂口中央有空地（图４） ，裂口处表侧金属较薄 ，向表鼓出形成起泡；工件纵截面显微组织中缺点多阐发为沿轴向散布的一条不陆续的玄色条状同化物 ，同样存在部门张开、中央有空地的裂口 （图 ５） ，向 表 侧 鼓 出 的 特 征 也 同 样 明 显。将存在皮下缩尾的试样在氢气空气中加热到８４０℃保温２０ ｍｉｎ 退火处置 ，同化缺点处晶界严重开裂（图６） ，金相法检验得到的氧含量等级为５级 ，而没出缺点的部位未发生晶界开裂（图７） ，金相法检验得到的氧含量等级为１级。鼓泡底部地位的电镜扫描和能谱分析了局显示 ，鼓泡底部表表有附着物 ，且附着物为氧化物同化（图８和图９）。工件化学成分分析了局显示 ，各组成元素含量均切合尺度技术要求 ，原资料氧含量也在正常领域内。低倍检验了局批注 ，工件除了皮下缩尾表无其他缺点 ，低倍组织正常。工件显微组织为 α单相再结晶组织 ，晶间无第二相 ，显微组织也正常。
由此可见 ，由于工件近表表处存在不陆续的皮下缩尾缺点 ，皮下缩尾中的氧化物同化含有大量的氧元素 ，在氢气空气中高温封装时与氢气发生反映天生水蒸气 ，产生较大的压力 ，当压力超出工件表侧金属层的强度时 ，表侧金属层便会发生变形向表鼓出 ，在工件表表形成起泡［５］。
3.结论及建议
（１）由于工件近表表处存在不陆续的皮下缩尾缺点 ，皮下缩尾中的氧化物同化含有大量的氧化亚铜或氧化铜 ，是导致工件在氢气中加热封装时表表形成起泡的重要原因。
（２）减轻或预防缩尾的措施有：切除尾部；选择合理的挤压温度和挤压速度 ，并改进模具为挤压时提供金属均匀流动前提 ，削减紊流可使缩尾大大减轻；另表选取脱皮挤压也可减 轻缩尾 ，提高挤制品质量。
起源：中国知网 作者：李湘海
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