随着电子电路向大规模集成化的发展,高强度高导电性引线框架材料的需求日益迫切。Cu-Ni-Si合金被认为是目前较有前途的框架材料之一,平衡其导电率和强度这一对矛盾特性是广大研究者的努力方向,也是当前Cu-Ni-Si合金研究领域的关键性问题。本文采用熔炼法制备了 Cu含量为90wt%,Ni/Si质量比为5:1的Cu-Ni-Si合金试样,并对试样进行了一系列的后处理,包括均匀化处理、热锻、时效处理和轧制处理等。使用SEM和OM分别观察了合金的组织,利用XRD和透射分析了合金组织的相组成,并对合金试样进行了电导率和力学性能的测试。在此基础上探讨了机械处理和热处理工艺制度对Cu-Ni-Si合金组织和性能的影响规律,并获得了较高导电率和强度的综合性能。本文得到主要结论如下:(1)Cu-Ni-Si合金的铸态组织由基体α-Cu(Ni,Si)、网状晶界相Ni31Si12和晶内的析出相Ni2Si组成。热锻处理导致网状结构破坏,Ni31Si12相呈球形或多边形均匀分布,基体晶粒显著细化;同时,由于热锻温度超过了N2Si析出温度,导致N2Si相分解并固溶进入铜基体。(2)随着热锻道次的增加,Cu-Ni-Si合金的导电率先显著提高随后略有降低,而硬度则是持续增加。导电率提高的原因是由于热锻破坏了不导电的网状晶界Ni31Si12相,而降低的原因则是由于N2Si相的分解和固溶;而硬度持续提高的原因在于网状晶界Ni31Si12相破碎后的均匀分布引起的第二相强化以及N2Si相的分解和固溶引起的固溶强化。(3)热锻+时效后的Cu-Ni-Si合金由基体α-Cu(Ni,Si)相、均匀分布晶界附近的微米尺度Ni31Si12和弥散分布在基体中的亚微米尺度的析出相Ni2Si组成。与时效之前的样品相比,时效后合金的硬度和导电率均出现大幅提高,这是由于时效过程中固溶在基体中的Ni、Si原子以沉淀相Ni2Si的形式析出造成的。(4)经热锻+时效处理后的Cu-Ni-Si合金具有优异的室温轧制能力。随着轧制变形量的增加,导电率先增加后减小,抗拉强度无明显变化。经热锻+时效+轧制+时效处理的样品,当轧制变形量为85%时,导电率最高可达57.96%IACS,而抗拉强度在450MPa上下波动。(5)经热锻+时效+轧制+时效+轧制处理后,Cu-Ni-Si合金具有最佳的综合性能,抗拉强度可达592MPa,伸长率为16.5%,导电率为48.28%IACS。与纯铜材料相比,其强度提高的机制包括细晶强化、第二相强化、时效强化和形变强化等。