Research on the influence of the proportion of nickel and silicon on the mechanical and electrical properties of CuNiSi alloys

Investigación sobre la influencia de la proporción de níquel y silicio en las propiedades mecánicas y eléctricas de las aleaciones CuNiSi

El artículo presenta la investigación sobre la síntesis metalúrgica de la aleación CuNiSi con un contenido de níquel del 2,2 % en peso y silicio en el rango del 0,8 - 1,3 % en peso. Cada uno de los materiales producidos se sometió al proceso de homogeneización, tratamiento térmico en solución y envejecimiento artificial para mejorar las propiedades mecánicas y eléctricas. Los materiales se sometieron a ensayos de composición química, dureza Vickers y conductividad eléctrica, así como a ensayos microestructurales mediante microscopía electrónica de barrido (SEM).

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones CuNiSi pertenecen al grupo de las aleaciones de endurecimiento por precipitación, en cuya estructura se producen fases de refuerzo Ni-Si separadas, finas y uniformemente distribuidas, como resultado de su tratamiento térmico [1]. Estas aleaciones, debido a sus atractivas propiedades mecánicas, eléctricas y funcionales (alta resistencia a la corrosión atmosférica, alta resistencia a la tensión y a temperaturas elevadas, alta resistencia reológica, buena maquinabilidad y susceptibilidad a los procesos de conformado plástico) se utilizan ampliamente en la industria [2-4]. Se utilizan, por ejemplo, en la industria ferroviaria para la producción de diversos tipos de soportes, elementos de fijación, abrazaderas, conectores eléctricos, también se utilizan en la industria electrónica para la producción de componentes semiconductores o componentes del sistema de refrigeración en el sistema de fundición [5-7]. La aleación con una concentración de níquel del 1,6-2,5 % y de silicio del 0,5-0,8 % es la más utilizada [8-9]. Las aleaciones CuNiSi, dependiendo del contenido de elementos de aleación y de sus proporciones mutuas, difieren en las propiedades que pueden alcanzarse. La temperatura y el intervalo de tiempo de los procesos de sobresaturación y envejecimiento que conducen a la formación de las propiedades finales del material están estrechamente relacionados con la composición química de la aleación y su estado de estructura [10-12].

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El proceso de la síntesis metalúrgica de cada una de las cuatro aleaciones CuNiSi diferentes (2,2 % Ni, contenido variable de Si: 0,8; 0,9; 1,1; 1,3 % Si) se inició fundiendo el metal base en el horno de resistencia de laboratorio calentado a 1 250 °C. El cobre se fundió durante unos 45 minutos y, a continuación, se introdujeron las cantidades adecuadas de adiciones de aleación.