[發明專利]高導電銅合金板材及其制造方法

有效

• 申請號: 202010601667.2
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111575531B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 高維林;屠曉梅
• 申請（專利權）人: 杭州銅信科技有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22F1/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 孟鵬超

本發明提供一種銅合金板帶材，其含有0.2?0.5wt％的Co，0.1?0.3wt％的Ni，0.1?0.3wt％的Fe，0.10?0.25wt％的P，進一步含有選自Sn，Cr，Mg，Zr和Ti中的一種或多種，而且其總量為0.2wt％以下，其余為Cu及不可避不純物組成，該銅合金板材具有滿足下面式(1)和(2)的成分范圍和比例關系0.4wt％≤{Co}+{Ni}+{Fe}≤0.7wt％……(1)2.8≤({Co}+{Ni}+{Fe})/{P}≤3.5……(2)，其中{Co}，{Ni}，{Ni}，{Fe}和{P}分別表示銅合金板材中Co，Ni，Fe和P的wt％。該銅合金板帶材具有硬度HV180以上，導電率70％IACS以上，良好的導熱性，耐熱性和彎曲加工性。

技術領域

本發明涉及作為各種聯接器，集成電路引線框架，散熱器，繼電器，開關等電器和電子部件中，對材料導電性和傳熱性要求高的銅合金板材及其制造方法。該銅合金板帶從具有具有優異的導電性和傳熱性的同時，具有良好的強度，耐熱性和彎曲加工性。

背景技術

各種電器和電子部件的基礎銅材料在使用中，為了抑制通電時產生的熱量，要求材料具有良好的導電性和傳熱性(散熱性)，同時，為了保證電流流通，需要部件間有足夠的接觸壓力，因此要求銅合金材料具有足夠高的強度。并且，為了防止電器和電子部件在使用中的發熱導致材料變軟(強度低下)，材料要有良好的耐熱性。另外，電子部件一般是通過彎曲而成形的，因此要求材料具有良好的彎曲加工性。

特別是近年來，隨著電器和電子部件的高速傳輸(大電流)化和小型化，要求所使用的銅合金板材的導電率越來越高(比如，快速充電的普及，電動汽車的應用等)；厚度越來越薄而要求材料具有更高的強度。同時，大電流化帶來的溫升，容易導致銅合金材料變軟，要求材料具有良好的熱傳導性(散熱性)的耐熱性；另外，隨著電器和電子部件具有更靈活的機能，其形狀變得越來越復雜，對素材彎曲加工性的要求也越來越高。

目前廣泛使用的高導電(導電率在70％IACS以上)銅合金板材是，C19200(Cu-0.1％Fe)，C14415(Cu-0.12％Sn)，C19400(Cu-2.3％Fe)等，C19200和C14415的導電率雖然有90％IACS，但強度不高(硬度只有HV120-140左右)；C19400為了提高強度添加了2.3％Fe，硬度也只有HV140-150左右，而導電率降為60-65％IACS左右。

公認的比較優秀的最導電銅合金是Cu-Cr-Zr系合金，比如C18140，C18150，C18400，C18080等，特性基本相同，導電率在80％IACS左右，硬度在HV150-170左右。而且，由于Zr極易氧化導致各種缺陷，一般需要真空溶解鑄造，或者在非真空鑄造時由于Zr的氧化損失造成特性不均勻等問題，導致了它的制造成本高而生產效率低，影響了它的生產和應用。

為了防止大電流化使用環境下溫升，特別是引線框架和散熱基板等需要焊接，以及加工成電器和電子部件后需要去應力退火等，銅合金材料變軟的問題，要求材料具有良好的耐熱性。具體地，比如常用的含鉛焊錫融點在250℃左右，常用的銅板材C19200和C14415的耐熱溫度在300℃，能滿足這個要求。隨著環境政策的強化，無鉛焊錫得到使用和普及，無鉛焊錫融點可高達350℃，常用的銅板材C19200和C14415有時不能滿足這樣使用環境的要求。

鑒于市場的實際需求和現有銅合金不能滿足，具有硬度HV180以上、導電率70％IACS，良好的耐熱性和彎曲加工性的現狀，對此進行針對開發和完成了本發明。

發明內容

本發明者基于詳細的調查研究發現，在Cu基體中添加適量的，可以與P形成析出物的同族金屬元素Co，Ni，Fe，并通過成分優化和合理的制造工藝條件，最終能得到導電性，傳熱性，強度，耐熱性和彎曲加工性等綜合特性優異的銅合金板材。本發明是基于這些發現而完成的。