[發明專利]一種高強高導銅鎳硅合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110402384.X
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113308622B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 徐繼玲;趙國天;張玲俐
• 申請（專利權）人: 安徽金池新材料有限公司
• 主分類號: C22C9/06
• 分類號: C22C9/06;C22C1/02;C22F1/08;C21D1/26
• 代理公司: 合肥市元璟知識產權代理事務所(普通合伙) 34179
• 代理人: 司志紅

本發明公開了一種高強高導銅鎳硅合金材料，其特征在于，該合金材料是由如下按重量百分比計的成分制成：Ni 2.7?3.8%，Si 0.8?1.3%，Fe＜0.01%，Zn＜0.02%，Pb＜0.015%，Mn 0.1?0.4%，Ga 0.01?0.05%，Al 0.01?0.03%，Ba 0.003?0.006%，Sn＜0.1%，稀土元素0.005?0.01%，Cu為余量。本發明還公開了所述高強高導銅鎳硅合金材料的制備方法。本發明公開的高強高導銅鎳硅合金材料具有良好的機械力學性能和導電性能，優異的耐高溫性能和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及合金材料技術領域，尤其涉及一種高強高導銅鎳硅合金材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著現代化科學技術的發展，電子信息產品處于高速發展階段，它們正超著小型化、薄型化、輕量化和智能化方向發展。對引線框架銅合金材料的需求量日益增加，同時，對引線框架銅合金材料的性能提出了更加苛刻的要求。理想的引線框架銅合金材料不僅需要具有較好的機械力學強度，還需要優異的導電導熱性能和耐高溫性能。

目前，全球開發出來的引線框架銅合金材料種類較多，主要系列為Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系、Cu-Cr-Zr系。具有中等強度的Cu-Fe-P系合金具有良好的電導率，但其抗拉強度和抗高溫軟化溫度等綜合性能指標還遠遠不能滿足極大規模集成電路高負荷長期穩定工作的要求。Cu-Cr-Zr系合金具有高強度、高導電性和良好的耐熱穩定性，但Zr元素十分容易氧化，且該類合金在帶材制備時淬火敏感性強，因此其生產工藝復雜、制備成本高，在市場上并未得到廣泛的應用。Cu-Ni-Si系合金是一種析出強化型合金，時效后合金具有高強度和中電導率。因其不含Co、Be等有毒元素，且成本較低，而被廣泛應用；然而，現有的Cu-Ni-Si系合金或多或少存在韌性不足、導熱導電性能及抗高溫性能不是特別理想的缺陷。

為了解決上述問題，中國專利文獻CN 111074092 A公開了一種高強高導銅鎳硅合金材料及其制備方法，其中高強高導銅鎳硅合金材料的制備方法，包括：步驟S1：將銅粉、鎳粉、硅粉在以紫銅為球磨罐內襯和球磨介質的球磨罐中球磨成納米粉體，其中，鎳粉的含量大于0小于等于1wt.％，硅粉的含量大于0小于等于1wt.％，其余為銅粉；步驟S2：將所述納米粉體壓制成型，得到坯體；步驟S3：將所述坯體在460～540℃條件下進行燒結，得到銅鎳硅合金材料。該發明銅鎳硅合金的制備過程工藝簡單，無熔煉過程，達到節能環保的效果，獲得銅鎳硅合金材料無鐵雜質、無磁性并且具有高強度和高電導率。然而，其耐高溫性能有待進一步改善。

因此，開發一種具有良好的機械力學性能和導電性能，優異的耐高溫性能和耐腐蝕性能的高強高導銅鎳硅合金材料。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種具有良好的機械力學性能和導電性能，優異的耐高溫性能和耐腐蝕性能的高強高導銅鎳硅合金材料；同時，本發明還提供了一種所述高強高導銅鎳硅合金材料的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種高強高導銅鎳硅合金材料，其特征在于，該合金材料是由如下按重量百分比計的成分制成：Ni 2.7-3.8％，Si 0.8-1.3％，Fe＜0.01％，Zn＜0.02％，Pb＜0.015％，Mn 0.1-0.4％，Ga 0.01-0.05％，Al 0.01-0.03％，Ba 0.003-0.006％，Sn＜0.1％，稀土元素0.005-0.01％，Cu為余量。

本發明的另一個目的，在于提供一種所述高強高導銅鎳硅合金材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、將各成分按重量百分比混合，在惰性氣體保護下加入到真空電弧熔煉爐中進行電弧熔煉，得到合金熔體；

步驟S2、將經過步驟S1制成的合金熔體依次進行熱軋、冷軋處理；

步驟S3、退火處理。

具體實施方式