[發明專利]一種高導電高彈性鈀基合金、熱處理工藝及用途

有效

• 申請號: 202010886537.8
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112063879B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 劉滿門;陳家林;裴洪營;崔浩;謝明;陽岸恒;王釗;王松;李愛坤;王塞北;胡潔瓊;楊有才;陳永泰;張吉明;陳松;方繼恒
• 申請（專利權）人: 昆明貴研新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C5/04
• 分類號: C22C5/04;C22F1/14;H01B1/02
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明公開了一種高導電高彈性鈀基合金、熱處理工藝及用途，該鈀基合金包括質量百分比為40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素，改性元素為La、Ce、Gd、Y、Ga、Zr和B中的一種或兩種。其熱處理工藝，包括配料、熔煉、澆鑄、軋制、退火、拉拔和中間退火步驟，完成中間退火步驟后，還需對制得合金絲材進行時效固溶強化處理。該鈀基合金電導率在15～25％IACS之間，彈性模量在115～125GPa之間，硬度Hv_0.1在360～460之間，電阻溫度系數在2.0～4.0×10^?4K^?1之間，屈服強度在1075～1125MPa之間，延伸率在2～10％之間。可用于微電機電刷絲、電位器電刷絲和半導體測試探針，其中，探針可為Cobra探針、懸臂式探針、垂直式探針或彈簧式探針。

技術領域

本發明涉及電接觸金屬材料技術領域，具體為一種高導電高彈性鈀基合金、熱處理工藝及用途。

背景技術

微電機、精密電位器用彈性電刷、半導體測試探針以及電位式傳感器，要求合金既具有優良的電接觸性能，又具有高的彈性性能與耐磨性能，貴金屬合金能滿足這些特殊要求。因此世界各地廣泛使用了含貴金屬元素的多元合金，其中最著名的是Palliney^TM7六元合金，其成分為35Pd-10Au-10Pt-30Ag-14Cu-1Znwt.％。但該合金電導率非常低，約為5.5％IACS。難以滿足半導體制造領域里，持續且快速縮小的器件尺寸和增加的處理能力，即單位面積更高的晶體管數量和更快的處理速度；同時，微電機和精密電位器朝著小型化、輕質、高速方向發展的趨勢也對電刷材料提出了更高的要求。商業合金Paliney^TMH3C和Paliney^TMC具有Paliney^TM7近乎三倍的電導率值，但缺乏許多新應用所需的載流容量，且該類合金處于完全時效硬化條件下時難以加工為復雜的、高公差的形狀。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，發明人進一步的設計研究，將純度超過99.99％的金屬原料按質量百分比為40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素進行合金配料，其中，改性元素為La、Ce、Gd、Y、Ga、Zr和B中的一種或兩種，改性元素的添加，可以細化合金晶粒，改善組織均勻性，改善析出相形態，提高合金力學、電學性能。

具體的，本發明提供了一種高導電高彈性鈀基合金、熱處理工藝及用途。

本發明是這樣實現的，一種高導電高彈性鈀基合金，包括質量百分比為40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素，所述改性元素為La、Ce、Gd、Y、Ga、Zr和B中的一種或兩種。

進一步的，包括質量百分比為45～55wt.％的Pd、30～40wt.％的Cu、8～12.5wt.％的Ag和1.5～5wt.％的Ru。

進一步的，包括質量百分比為45～55wt.％的Pd、30～40wt.％的Cu、8～12.5wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0.01～1.5wt.％的改性元素。

一種高導電高彈性鈀基合金的熱處理工藝，包括配料、熔煉、澆鑄、軋制、退火、拉拔和中間退火的步驟，完成所述拉拔和中間退火步驟后，還需對制得的合金絲材進行時效固溶強化處理；

其中，所述配料步驟為：將純度超過99.99％的金屬原料按質量百分比為40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素進行合金配料；

所述熔煉步驟為：配比好的合金配料采用真空高頻感應爐充入高純氬氣后升溫熔煉，其中，所述真空高頻感應爐真空度為10^-2Pa；