[發明專利]一種高強高導稀土銅合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201210374528.6
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102912178A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 張毅;田保紅;劉勇;李德軍;李瑞卿;許倩倩;劉平;張軾
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/02;C22F1/08;C21D8/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發明涉及一種銅基合金及其制備方法，尤其涉及一種高強高導稀土銅合金及其制備方法，屬于合金材料技術領域。?

背景技術

銅及銅合金由于具有良好的導電導熱性和耐腐蝕性，強度高、易于制備，在電子、電力、機械及航天航空領域得到了廣泛應用，是重要的電子金屬材料。?

引線框架銅合金材料是集成電路的主要組成部分之一，起連接傳送電信號、散熱等功用。目前已開發的引線框架銅基合金主要有Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系、Cu-Cr-Zr系等，這些合金材料雖能滿足一定的需求，但也存在整體性能不佳等缺點。?

Cu-Cr-Zr系合金是一類應用較為廣泛的高強度高導電性能合金，主要特點是具有較高的電導率，但其強度普遍偏低。美國專利1993年5月11日（公開號：US?005210441A）公開的一種集成電路引線框架用Cu-Cr-Zr系銅合金，其中Cr、Zr的含量分別為0.1～1.0%、0.01～0.5%，主要提出了鋯粒子脫溶及分布控制理論。中國專利2003年5月14日（公告號：CN?1254554C）公開的一種在傳統Cu-Cr-Zr合金基礎上添加微量合金元素La、Zn以及Fe（或Co）和Ti的銅合金，抗拉強度雖能達到608.2～641.4MPa，但其電導率僅為65～70%IACS，延伸率僅≥5%。中國專利2004年4月14日（公告號：CN?1323179C）公開的一種Cu-Cr-Zr系合金，添加稀土元素Y、La或Sm，合金硬度、抗拉強度和軟化溫度高達170HBS、750MPa和700℃，但其延伸率和導電率僅為6%和75%IACS。中國專利2010年1月20日（公開號：CN?101629254A）公開的添加Te的Cu-Cr-Zr合金，該合金導電率達92%IACS，而抗拉強度僅為500MPa。日本在我國于2010年12月29日申請的專利（公開號：CN?101928864A）涉及一種在維持導電率和應力緩和性同時保持強度和彎曲加工性優異的銅合金，其中Cr、Zr、Sn的含量分別為0.1～0.4%、0.02～0.2%、0.01～0.3%，導電率達80%IACS以上，但其強度偏低，僅為550MPa。?

隨著電子工業的迅猛發展，對傳統銅基電工材料的強度、電導率、焊接、蝕刻等性能的要求也越來越高，因此，迫切需要開發一種新型高強高導引線框架材料銅合金。?

發明內容

本發明的目的是提供一種高強高導稀土銅合金。?

同時，本發明還提供一種高強高導稀土銅合金的制備方法。?

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：?

一種高強高導稀土銅合金，由下述重量百分比的組分組成：?

0.2～1.0%的鉻，?

0.1～0.4%的鋯，?

0.1～0.2%的銀，?

0.02～0.03%的磷，?

0.02～0.16%的稀土元素，所述的稀土元素為鈰、銥、釹中的一種、兩種或三種，?

余量為銅和不可避免的雜質元素。?

所述的稀土元素可以以兩種混合的形式加入，兩種稀土元素的重量比為1:（1～3）。?

按照重量比，所述的兩種稀土元素鈰:銥為1:（1～3），或鈰:釹為1:（1～3），或銥:釹為1:（1～3）。?

所述的稀土元素也可以以三種混合的形式加入，三種稀土元素的重量比為1:1:（1～3）。?

按照重量比，所述的三種稀土元素鈰:銥:釹為1:1:（1～3）。?

一種高強高導稀土銅合金的制備方法，包括以下步驟：?

（1）將銅、鉻、鋯、銀、磷、稀土元素在1200～1300℃進行熔煉，熔融后注入鑄模，形成鑄錠；?

（2）將步驟（1）的鑄錠加熱至800～950℃，保溫1～3小時，然后鍛造加工形成棒材，鍛造變形量60～80%，得到棒坯；?

（3）將步驟（2）的棒坯裝入熱處理爐中，在850～950℃保溫1～2小時，然后進行水淬；?

（4）將步驟（3）淬火后的合金進行冷軋變形，變形量為20～80%；?

（5）將步驟（4）冷軋變形后的合金進行時效處理，時效溫度為400～480℃，保溫2～10小時，再進行冷軋變形，變形量為20～80%。?

所述的時效處理和冷軋變形可以為：第一次在時效溫度460～480℃下保溫2～4小時，進行冷軋變形，變形量為40～60%，第二次在時效溫度450～480℃下保溫2～4小時，再進行冷軋變形，變形量為60～75%。?