随着科技的发展,对发电机的性能及可靠性要求越来越高。发电机转子是发电机的核心部件,而转子上用来固定转子线圈的合金槽楔又是非常重要的零件。该零部件需要具有强度高、导电性好、抗蠕变温度高、耐冲击的特性,因此Cu-Ni-Si合金由于具备这些特性而成为应用最广泛的槽楔材料。影响Cu-Ni-Si合金性能的因素很多,包含:化学成分、冷变形量、热处理等。为了能够采用有效的工业化手段,使Cu-Ni-Si合金生产批量化,同时保证产品性能的优异、稳定,本文采用光谱仪、扫描电子显微镜、金相显微镜、室温拉伸、硬度测量、电导率测量等方法研究成分、冷变形、热处理对Cu-Ni-Si合金性能的影响,同时还对工业生产过程中设备、工装、操作及模具参数对产品性能、缺陷的影响进行了研究,提出了改进意见。本研究的主要结论如下:(1)金属La作为熔铸时的添加剂,随着La加入量的不断增加,柱状晶粒明显细化,同时黑色的第二相粒子由细小的点状分布变为粗大点状分布,并逐渐在晶界上聚集,形成条状分布,这导致Cu-Ni-Si合金的抗拉强度和延伸率先上升后降低。最终确定La作为熔铸添加剂,最佳加入量为0.1 wt.%。(2)Cu-Ni-Si合金存在中心裂纹倾向,使用传统的结晶器进行铸造时,容易产生热裂纹,为预防中心裂纹的产生,需要进行红锭铸造。(3)冷变形量对Cu-Ni-Si合金抗拉强度、显微硬度有着显著影响,随着变形量的增加,合金中的位错密度增加,促进了有效脱熔物的形核,促使析出物更加弥散分布,从而提高对基体的强化作用,使合金的抗拉强度、硬度不断增加,且时效峰值到达的时间逐渐缩短。在保证性能的前提下,为提高生产效率和控制成本,确定冷变形量为50%。(4)对于复杂形状的合金,各部位的性能差异不仅与各部位的加工率有关,还与该部位到中心的距离有关,所以为使产品的性能均衡,需要综合考虑,对各部位采取不同的加工率。(5)对冷加工后的Cu-Ni-Si合金以不同的温度经相同的时间进行时效处理,得到以下结果:当温度低于430℃时,以时效析出为主,力学性能逐渐升高,当时效温度超过490℃时,显微组织析出物逐渐粗化,导致力学性能降低,显微硬度低于211HV,抗拉强度低于620Mpa,不能满足实际使用要求。结合实际使用情况,在430℃-460℃进行时效,可获得良好的综合性能。(6)由于拉拔模具角度的不同,合金横截面外层金属的位移不同,从而影响了各点的硬度及应力,因此需根据不同产品对性能要求的差异,选择合适的模具。