[其他]一種高導電率電極用銅合金

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100394
• 申請日: 1986-01-14
• 公開（公告）號: CN86100394B
• 公開（公告）日: 1987-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳丕文;張德信
• 申請（專利權）人: 國營南方動力機械公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22F1/08;B23K35/00
• 代理公司: 航空工業(yè)部南方專利事務所
• 代理人: 張繼綱,毛華學

本發(fā)明涉及一種高導電率并具有較高軟化溫度 的銅基合金，它特別適于作輕合金點、縫焊電極材 料。

目前通用的、適于作輕合金點、縫焊電極的材 料，屬于國際標準IS?05182-1978(E)中規(guī)定的Al 組合金，它們的成分與性能見于表1。

表1A1組合金材料的成分和性能

其中含鎘0.7～1.3％的鎘銅合金，導電率與導熱 率均較高。同時該合金的硬度隨冷作加工變形面明 顯增大，國內外廠家普遍用作輕合金、特別是鋁合 金點、縫焊電極材料。

隨著鎘鋼合金在工業(yè)上的廣泛使用，近年來關 于它在冶煉和使用過程中對人體有害的報道逐漸增 多。七十年代在日本發(fā)生的震驚世界的“骨痛病” 事件就是鎘及其化合物對人體有害的一個明證。按 英國專利G?B2123032(1983.7.27)的說法，現(xiàn)在至 少已有一個國家限制了對它的使用，并且這種限制 還有進一步擴展的趨勢。為此，尋求鎘銅替代物的 任務便提到了人們的議事日程上。美國奧林公司 (Olin?Corporation)1976年4月推出了一種號稱 強度、導電率均優(yōu)的銅合金(U?S?4049426)，但其 導電率僅達83％I?A?C?S；英國B?I?C?C國營有限 公司(BICC?Public?Limitod?Company)1982年 為替代鎘銅而研制了一種新的合金系列(G?B21230 32)，但因其所達到的導電率僅75％I?A?C?S，故只 能在開關元件、導電彈簧、接插件等應用領域替代 鎘銅合金，未能用作輕合金點、縫焊的電極材料； 日本佳友輕金屬工業(yè)公司則采取在鈍銅、鉻銅和鉻 鋯銅等的基體上，用擠壓加真空擴散的辦法，在工 作端加工出帶有鋁或鋁合金擴散層的電極來(J?P 58-163586)，它具有使用壽命長和不易發(fā)生熔粘現(xiàn) 象的優(yōu)點，據(jù)稱特別適宜于作為焊接鋁材的點焊電 極，但其工藝復雜，電極制作成本高，而且導電率 的提高也不明顯。

本發(fā)明的任務是提供一種新的銅基合金，用作 輕合金的點、縫焊電極材料，以替代對人體鍵康有 害的鎘銅合金，其硬度不低于目前通用的鎘銅合金， 而導電率、軟化溫度和抗熔粘性則顯著優(yōu)于鑭銅合 金。

該項任務是這樣解決的——

我們根據(jù)多元少量合金化的原則，通過試驗對 合金成分進行了篩選，發(fā)現(xiàn)在銅基體中加入適量的 鋯、鈮、鎂、稀土(鑭+鈰)元素，經(jīng)鍛造、熱鍛、 充分固溶、激冷和冷作硬化后，即可獲得具有良好 綜合性能的銅基合金。

鋯和鈮是合金的強化元素。鋯能有效地提高合 金的再結晶溫度，鈮能促進鑄態(tài)合金晶粒細化，提 高合金性能。適當選擇二者的使用量，即可在強化 合金的同時，使材料電導率的降低盡可能減小。鎂 和稀土(鑭+鈰)元素的加入既可以與熔煉過程中 產生的有害雜質形成化合物而被排除出合金，同時 微量稀土元素還能與合金中的雜質元素形成化合物， 從而起到了強化合金的作用，并使材料的抗熔粘性 能得到改善。

本發(fā)明合金中各元素所占重量百分比分別為： 鋯0.01～0.25％、鈮0.06～0.15％、鎂0.02～2.07％、 稀土(鑭+鈰)0.02～0.06％。

為取得所需的物理性能，采用了如下冷、熱加 工處理——

將鑄造合金加熱到850～900℃并保溫1.5～2小 時后進行熱鍛；固溶處理950～980℃保溫1.5～2小 時，使鋯、鈮在基體中充分固溶；在介質中激冷， 保證最佳固溶狀態(tài)固定下來；最后進行變形量達60 ～70％的冷加工，以使合金內部的位錯密度增大、 互相纏繞，從而阻礙位錯的攀移和晶界的遷移，并 使未固溶的鋯、鈮微小顆粒聚集于位錯線附近，使 合金加工組織穩(wěn)定，電導率、再結晶溫度、軟化溫 度與抗熔粘性得到改善。

根據(jù)本發(fā)明配比與處理工藝方法所獲得的銅合 金具有以下性能：

導電率?????90～97％IAC?S

硬??度?????60～72HR?B

軟化溫度???400～500℃

由于本發(fā)明合金的導電率可與鎘銅相比擬，硬 度、軟化溫度高于鎘銅，同時具有良好的抗熔粘性。 不但能替代鎘銅作輕金屬特別是鋁合金點、縫焊用 電極材料，而且使用壽命長。表2列舉了在同一焊 機上，采用同一焊接規(guī)范時本發(fā)明合金與鎘銅電極 點焊壽命試驗結果。本發(fā)明合金修磨間隔焊點數(shù)遠 大于鎘銅。

實施例1

合金成分及所占重量百分比分別為：

余為銅。