宣布时间：2021-06-08点击：3037
摘要：某公司使用ＴＵ１无氧铜棒生产电真空器件，封装历程中铜棒外貌起泡 。接纳低倍检验、金相检验、化学身分剖析、扫描电镜以及能谱剖析等要领对起泡原因进行了剖析
。结果标明：ＴＵ１无氧铜棒在挤制历程中尾部切除不完全，保存皮下缩尾缺陷，皮下缩尾缺陷中的氧化物夹杂是导致铜棒外貌起泡的主要原因 。
要害词：ＴＵ１无氧铜棒；电真空器件；外貌起泡；皮下缩尾；氧化物夹杂
中图分类号：ＴＧ３７９ 文献标记码：Ｂ 文章编号：１００１－４０１２（２０１７）０２－０１４４－０３
电真空器件主要应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，要求严格控制质料中的氧含量，其原因是电真空器件需要在氢气中加热封装，氧的保存会导致氢气� 。郏保莸谋�，引起器件在高真空情况中的破坏，因此电真空用铜必须用高纯度的无氧铜作为原质料 。某公司选用ＴＵ１无氧铜棒作为生产电真空器件的原质料，在封装历程中发明工件外貌起泡，导致产品报废 。一段时间以来，无氧铜及其他紫铜在生产历程中爆发起泡现象一直困扰着原质料生产厂家 。为此，笔者通过***的理化检验及剖析探讨了可能导致该批无氧铜工件外貌起泡的原因，并给出了革新步伐 。
１.理化检验
１．１低倍检验
ＴＵ１无氧铜电真空器件外貌的鼓泡形貌如图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％的硝酸水溶液腐化，肉眼可视察到
在棒材近外貌保存皮下缺陷，未发明其他低倍缺陷，如图２所示，图３为图２中箭头所指缺陷的放大形貌，可以清楚地看到裂口的外侧向外鼓出形成起泡 。
１．２金相检验
对工件沿横端面和纵截面取样，经金相制样并侵蚀后在金相显微镜下视察 。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视察到皮下缩尾缺陷，如图４和图５所示，图中箭头１所指为缺陷，箭头２所指为工件外外貌 。
对工件有缺陷处和无缺陷处划分取样进行氢气退火，按 ＹＳ／Ｔ� 。经常�—２００９《无氧铜含氧量金相检验要领》［２］进行品级评定 。有缺陷处经氢气退火后，晶间严重开裂，氧含量品级为５级，见图６；无缺陷处经氢气退火后，晶间无裂纹，氧含量品级为１级，见图７ 。
１．３化学身分剖析
对工件取样进行化学身分剖析，其中氧含量在美国力可定氧剖析仪上剖析，其他元素含量均在美国热电４４６０型直读光谱仪上剖析 。各元素含量剖析结果和 ＧＢ／Ｔ� 。担玻常�—２０１２《加工铜及铜合金牌号和化学身分》［３］中 规 定的 ＴＵ１ 无 氧 铜化学身分见表１ � ？杉ぜ性又试氐暮烤∮诒曜蓟ǖ暮可舷抟�，尤其是氧含量远低于标准划定的含量要求 。
１．４扫描电镜剖析
工件起泡处剖开后底部的扫描电镜（ＳＥＭ）形貌如图８所示，可见外貌有明显的附着物，对附着物进行能谱（ＥＤＳ）剖析，结果显示附着物主要为由氧、铜、铝等元素组成的氧化物，见图９ 。
２.剖析与讨论
工件质料为 ＴＵ１无氧铜棒，原始棒材机加工后经真空高温钎焊，外貌泛起较多、巨细不等的起泡，起 泡 表 面 圆 滑、饱 满，且 沿 加 工 方 向 稍 有 拉 长（图１） 。工件端面低倍腐化后视察，组织较细，在距棒材近外貌处保存不连续的环状皮下缩尾缺陷，局部已张开并形成裂口（图２），裂口的外侧向外鼓出形成起泡（图３），未发明其他低倍缺陷 。缩尾是挤压制品尾端的一种特殊缺陷，按其在制品上漫衍的位置，可分为一次缩尾、二次尾、皮下缩尾 。皮下缩尾位于制品外貌或近外貌，严重的可以形成外貌分层 。挤制品在挤压后期死区四周的金属因剧烈滑移爆发很大的剪切应力而断裂，此时剩余锭坯外貌的氧化膜、润滑剂等污物沿着断裂面流入挤制品包覆在外貌或近外貌，从而形成皮下缩尾缺陷［４］ 。从工件横端面显微组织中视察到了这种氧化物夹杂，气泡剖面局部张开，裂口中间有空隙（图４），裂口处外侧金属较薄，向外鼓出形成起泡；工件纵截面显微组织中缺陷多体现为沿轴向漫衍的一条不连续的玄色条状夹杂物，同样保存局部张开、中间有空隙的裂口 （图 ５），向 外 侧 鼓 出 的 特 征 也 同 样 明 显 。将保存皮下缩尾的试样在氢气气氛中加热到８４０℃保温２０ ｍｉｎ 退火处理，夹杂缺陷处晶界严重开裂（图６），金相法检验获得的氧含量品级为５级，而没有缺陷的部位未爆发晶界开裂（图７），金相法检验获得的氧含量品级为１级 。鼓泡底部位置的电镜扫描和能谱剖析结果显示，鼓泡底部外貌有附着物，且附着物为氧化物夹杂（图８和图９） 。工件化学身分剖析结果显示，各组成元素含量均切合标准技术要求，原质料氧含量也在正惯例模内 。低倍检验结果标明，工件除了皮下缩尾外无其他缺陷，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，由于工件近外貌处保存不连续的皮下缩尾缺陷，皮下缩尾中的氧化物夹杂含有大宗的氧元素，在氢气气氛中高温封装时与氢气爆发反应生成水蒸气，爆发较大的压力，当压力凌驾工件外侧金属层的强度时，外侧金属层便会爆发变形向外鼓出，在工件外貌形成起泡［５］ 。
3.结论及建议
（１）由于工件近外貌处保存不连续的皮下缩尾缺陷，皮下缩尾中的氧化物夹杂含有大宗的氧化亚铜或氧化铜，是导致工件在氢气中加热封装时外貌形成起泡的主要原因 。
（２）减轻或制止缩尾的步伐有：切除尾部；选择合理的挤压温度和挤压速率，并革新模具为挤压时提供金属均匀流动条件，减少紊流可使缩尾大大减轻；另外接纳脱皮挤压也可减 轻缩尾，提高挤制品质量 。
来源：中国知网 作者：李湘海
