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兼备强度和导电性合金及其制造方法

阅读:1028发布:2020-11-03

专利汇可以提供兼备强度和导电性合金及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在由Cu-Zr二元系或Cu-Zr-B三元系组成的单纯 合金 组成中,与强度和 导电性 的组合有关的性能指数M为M>400,能够根据 电子 部件的用途在宽的范围选择。本 发明 的 铜 合金 , 原子 %组成用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b≤8.0)表示,呈现这样的2相组织:由Cu母相、和Cu母相与Cu-Zr间或Cu-Zr-B间的任意一方或两方的化合物的共晶相相互成为层状的组织构成,相邻的Cu母相晶粒彼此断续地 接触 。,下面是兼备强度和导电性合金及其制造方法专利的具体信息内容。

1.一种兼备强度和导电性合金,其特征在于,原子%组成 用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb表示,式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b ≤8.0,呈现这样的2相组织:由Cu母相和Cu母相与Cu-Zr间或 Cu-Zr-B间的任一方或两方的化合物的共晶相相互成为层状的组织构成, 相邻的Cu母相晶粒彼此断续地接触
2.根据权利要求1所述的兼备强度和导电性的铜合金,其特征 在于,上述Cu母相晶粒的平均粒径是10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的兼备强度和导电性的铜合金,其 特征在于,上述2相组织中,合有上述Cu-Zr间、Cu-B间、或者 Cu-Zr-B间的化合物的任意一种以上的析出物分散在上述Cu母相晶粒的 内部。
4.一种兼备强度和导电性的铜合金的制造方法,其特征在于, 是制造权利要求1-3的任1项所述的兼备强度和导电性的铜合金的方 法,其中将原子%组成用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb表示的铜合金采用无 耐火材料熔炼法熔炼铸造,接着进行50%以上的冷加工,式中,0.05 ≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b≤8.0。
5.根据权利要求4所述的兼备强度和导电性的铜合金的制造方 法,其特征在于,在即将进行上述冷加工之前在550-800℃的范围内 进行1-5小时的热处理
6.根据权利要求4或5所述的兼备强度和导电性的铜合金的制 造方法,其特征在于,在上述冷加工之后接着在300-500℃的范围内 进行1-10小时的时效处理。

说明书全文

技术领域

发明涉及主要用于连接器、插座、端子电子部件的兼备强度 和导电性合金及其制造方法。

背景技术

对于被压制成形成一般的电子部件等而使用的铜合金的条、箔、 板、线及棒材等,希望同时具有从合金设计而言为相反的特性的机械 强度和导电性,此外,对于汽车搭载用的电子部件,希望同时具有耐 热性。
历来,Cu-Zr合金作为耐热引线框架材料为人们熟知。这是因为, Zr很少量地固溶在Cu中,提高耐热性,除此以外,在高温下过饱和 的Zr通过时效处理形成与Cu的稳定化合物而析出,因此强度提高(例 如参照专利文献1)。
可是,当不必要地较多添加Zr时,不仅招致导电性降低,还残 存无助于强度的粗大结晶物或析出物,在压制成形为电子部件时,成 为裂纹的起点,因此认为Zr合适的添加量按重量比是0.005-0.25%左 右(例如参照专利文献2)。
[专利文献1]专利第2501275号公报
[专利文献2]特开平10-183274号公报

发明内容

可是,这样的Cu-Zr系合金,拉伸强度σ(由拉伸试验观测的最 高强度)和导电性δ(相对退火的纯铜的导电性的相对比%IACS)的 组合,至多是σ:300MPa-δ:90%IACS(参见幸田成康著,“合金的 析出”,丸善(株),昭和47年7月25日发行,第442页,图13.3)。 在此,如果定义表示从合金设计而言相反的两特性的平衡情况的无因 次性能指数M=σ(/MPa)×δ(/%IACS),简便表述时,则以往的Cu-Zr系合金停留在性能指数M=300×0.9=270左右,M小,在强度和电导率 的组合宽的范围内不适用。
于是,作为在强度和电导率的组合宽的范围内优选的铜合金,热 切希望得到性能指数M>400、兼备强度和导电性的铜合金。
另一方面,为了提高Cu-Zr系合金的性能指数M,已经尝试着添 加第3元素。例如在特开平10-183274号公报中,也提出了几个少量 添加Cr、Zn等多种元素,在Cu-Zr系合金中约M=600×0.7=420左右 的铜合金。可是,没有这以外的M=σ×δ的组合、例如在更高的σ(高 强度)下达到M>400的合金的例示,因此过去由于没有可选择的合金, 因此只能用于极有限的单一用途,也具有这一课题。而且,过了作为 部件的耐用年数,作为熔融原料再利用时,这样的多元系合金废料管 理极为烦杂,也具有这一课题。
于是,本发明人的一人研究了使用在铸造中得到非晶薄带的一般 方法即单辊型液体急冷法作成的Cu95Zr3M2(M=Ti、V、Nb、Cr、Mn、Fe、 Co、Ni、Al)及Cu100-xZrx(x=0-5)的厚度30-50μm薄带的特性,发 现在Cu-5%Zr(原子%)下得到Cu母相和Cu9Zr2化合物的复相组织,Cu母相的晶体粒径也极小(“铜和铜合金”,第42卷,1号第193页-第 197页,2003年)。可是,拉伸强度σ=1080MPa,导电性δ=24%IACS, 所以只能是M=1080×0.24=259。
其后,本发明人反复进行很多的实验研讨的结果,发现原子%的 组成用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b ≤8.0)表示的合金组成,并完成了本发明。
本发明的目的是提供一种兼备强度和导电性的铜合金及其制造方 法,所述的铜合金在由Cu-Zr二元系或Cu-Zr-B三元系组成的单纯合 金组成中,与强度和导电性的组合有关的性能指数M为M>400,能够 根据电子部件的用途在宽的范围选择。
为了达到上述目的,第1发明的铜合金,其特征在于,原子%的 组成用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b ≤8.0)表示,呈现这样的组织:由Cu母相、和Cu母相与Cu-Zr间 或Cu-Zr-B间的任一方或两方的化合物的共晶相相互成为层状的组织 构成,相邻的Cu母相晶粒彼此断续地相接。
另外,第2发明的铜合金,其特征在于,是根据第1发明所述的 兼备强度和导电性的铜合金,上述Cu母相晶粒的平均粒径是10μm 以下。
另外,第3发明的铜合金,其特征在于,是根据第1或第2发明 所述的兼备强度和导电性的铜合金,上述2相组织中,含有上述Cu-Zr间、Cu-B间、或者Cu-Zr-B间的化合物的任意一种以上的析出物,分 散在上述Cu母相晶粒的内部。
因此,第1-第3发明的任1项的铜合金,能够得到微细的Cu母 相晶粒周围被Cu母相和以Cu9Zr2为主的Cu-Zr间、及Cu-Zr-B间的 任意一方或两方的化合物包围的2相组织,据此以至能获得充分的强 度。
另外,Cu母相晶粒优选其平均粒径是10μm以下,此情况下能有 效地得到2相组织,同时,晶粒彼此相接的晶体的数量或总面积增加, 因此可进一步期待强度和导电性提高。
另外,2相组织,优选用使含有Cu-Zr间、Cu-B间、或者 Cu-Zr-B间的化合物的任意一种以上的析出物分散在上述Cu母相晶粒的内部 的组织构成,据此能取得更充分的强度。
另外,第4发明的铜合金的制造方法,英特征在于,是第1-第3 发明的任意一项所述的铜合金的制造方法,将原子%的组成用组成式: Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b≤8.0)表示的 铜合金采用无耐火材料熔炼法熔炼铸造,接着进行50%以上的冷加工。
因此,第4发明的铜合金的制造方法中,对原子%的组成用组成 式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b≤8.0)表 示的铜合金,不使用单辊液体急冷法之类的制造尺寸制约大的特殊铸造 法,而使用旨在将生成以(O)·硫(S)·(Si)等的氧化物或硫化 物为代表的杂质从而损害强度和导电性的元素的混入抑制在1000ppm以 下的无耐火材料熔炼法进行熔炼。熔炼后,以得到体的程度的凝固速 度向Cu铸模铸造,能够得到平均粒径为10μm以下的微细Cu母相晶粒 周围被Cu母相和以Cu9Zr2为主的Cu-Zr间、及Cu-Zr-B间的任意一方 或两方的化合物包围的2相组织,据此能取得更充分的强度。
另外,通过对所铸造的块体进行50%以上的冷加工,共晶相优先 地发生剪切滑移,2相组织在加工方向伸长,而且Cu母相也变形、伸 长,据此相邻的Cu母相晶粒彼此变得断续地接触,助长了自由电子 的顺利流动,因此可提高导电性。
在此,添加(B)在本发明的组成范围的本铸造方法中易得到 共晶相,并且能够改善加工性,因此通过提高加工率,Cu母相晶粒彼 此接触的程度增加,因此能更提高导电性。
另外,第5发明的铜合金的制造方法,其特征在于,是根据第4 发明所述的铜合金的制造方法,在即将进行上述冷加工之前在550-800 ℃的范围进行1-5小时的热处理
因此,第5发明的铜合金的制造方法中,如果在冷加工之前在550 ℃-800℃的范围进行1-5小时的热处理,则不会招致显著的Cu母相 的晶体粗大化,向母相内晶析出的含Zr或B的化合物再固溶,因此 易进行接下来进行的冷加工,能够避免块体表面的裂纹,同时有效地 加工至高的加工率。
另外,第6发明的铜合金的制造方法,其特征在于,是根据第4 或第5发明所述的铜合金的制造方法,在上述冷加工之后接着在300- 500℃的范围内进行1-10小时的时效处理。
因此,第6发明的铜合金的制造方法中,如果在冷加工之后接着 在300℃-500℃的范围进行1-10小时的时效处理,则固溶到Cu母相 内的含有Zr或B的化合物再向Cu母相内析出,能起辅助性地提高强 度和导电性的作用。
发明效果
根据本发明,能够提供:能够在旨在根据电子部件的用途而选择 的强度和导电性的组合的宽的范围内实现性能指数M>400,同时,耐 热性也优异的兼备强度和导电性的铜合金及其制造方法
另外,有关本发明的兼备强度和导电性的铜合金,由于是用由 Cu-Zr二元系或Cu-Zr-B三元系组成的单纯合金组成构成的,因此例 如过了电子部件的耐用年数而作为合金废料再利用于熔融原料时,也 能容易地进行管理。
附图说明
图1是表示作为本发明第1实施方案的Cu-Zr二元系铜合金的悬 浮熔炼铸造后90-98%冷加工后的拉伸强度和电导率相对于Zr添加量 的测定结果的曲线图。
图2是表示作为本发明第2实施方案的Cu-Zr-B三元系铜合金的 电弧熔炼铸造后90-97%冷加工后的拉伸强度和电导率相对于Zr添加 量的测定结果的曲线图。
图3是示意地表示作为第1和第2实施方案的铜合金的组织的图, (a)表示铸造组织,(b)表示在铸造后进行了冷轧的组织,(c)表 示在铸造及冷轧后进行了时效处理的组织。
图4示意地表示作为比较例的现有Cu-Zr二元系铜合金的代表性 的显微组织。
图5是包含第1实施方案在内的Cu-Zr二元系铜合金的性能指数 的特性线图。
图6是包含第2实施方案在内的Cu-Zr-B三元系铜合金的性能指 数的特性线图。

具体实施方式

有关本发明的兼备强度和导电性的铜合金,原子%的组成用组成 式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b≤8.0)表 示,在构成上呈现这样的2相组织:由Cu母相、和Cu母相与Cu-Zr间或Cu-Zr-B间的任意一方或两方的化合物的共晶相相互成为层状的 组织构成,相邻的Cu母相晶粒彼此断续地接触。
因此优选有关本发明的铜合金中的Cu母相晶粒的平均粒径是10 μm以下。
此外,优选有关本发明的铜合金中的2相组织,使含有Cu-Zr间、 Cu-B间、或者Cu-Zr-B间的化合物的任意一种以上的析出物分散在Cu母相晶粒的内部而构成。
另外,有关本发明的铜合金的制造方法,是通过将原子%的组成 用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、0≤b≤4.0、a+b≤8.0) 表示的铜合金采用无耐火材料熔炼法熔炼铸造,接着进行50%以上的 冷加工,从而得到兼备强度和导电性的铜合金的方法。
因此优选有关本发明的铜合金的制造方法,在即将进行冷加工之 前在550-800℃的范围进行1-5小时的热处理。
此外,优选有关本发明的铜合金的制造方法,在冷加工之后接着 在300-500℃的范围进行1-10小时的时效处理。
以下基于图示的实施方案具体说明本发明。
图1表示出作为本发明第1实施方案的Cu-Zr二元系铜合金的拉 伸强度和电导率相对于Zr添加比例的测定结果。将Cu-Zr二元系合 金进行作为无耐火材料熔炼法之一的悬浮熔炼,向Cu铸模铸造,制 作了厚约10mm的板状块试验体。再将它切断成适当的尺寸后,在加 工率90%-98%下进行冷轧,制成厚0.2mm左右的片材,表1表示出测 定该片材的拉伸强度和电导率的结果。将其置换成性能指数M表示时, 用图5中的“黑圆”表示。
在图5中,用“◎”表示的是将相同试验体在冷加工后在450℃ 进行2小时的时效硬化处理的场合的测定结果,此外,“○”表示将 相同试验体在冷加工前在650℃进行1小时的热处理的场合的测定结 果。图中的曲线表示达到M=400的组合,用“×”表示在幸田成康著, “合金的析出”,丸善(株),昭和47年7月25日发行,第442页, 图13.3中的现有技术的结果(现有合金),以进行比较表示。表明根 据本发明,能够在宽的范围(图中划斜线表示)实现现有技术不能达 到的M>400。
图2表示出作为本发明第2实施方案的Cu-Zr-B三元系铜合金的 拉伸强度和电导率相对于Zr添加比例的测定结果。将Cu-Zr-B三元 系合金进行作为无耐火材料熔炼法之一的真空电弧熔炼,向Cu铸模 铸造,制作了厚约25mm的板状块体。再将它切断成适当的尺寸后, 进行加工率90%-97%的冷轧,制成厚0.2mm左右的片材,表2表示出 测定该片材的拉伸强度和电导率的结果。将其置换成性能指数M表示 时,用图6中的“黑圆”表示。
在图6中,用“◎”表示的是将相同试验体在冷加工后在460℃ 进行2小时的时效硬化处理的场合的测定结果,此外,“○”表示将 相同试验体在冷加工前在650℃进行1小时的热处理的场合的测定结 果。图中的曲线表示达到M=400的组合,用“×”比较表示在特开平 10-183274号公报中记载的结果(现有合金)。表明根据本发明,在现 有技术得不到的宽的范围(图中划斜线表示)得到M>400。
在此,无耐火材料熔炼法不必只限定于悬浮熔炼或真空电弧熔 炼,不用说,也能够使用电子束熔炼等。
另外,经铸造制作的块体不限于板状,通过调节铸模,也可选择 圆棒、块料、管状等各种各样的形状。
另外,在冷加工中,不需要限定于轧制,以挤压拉拔锻造冲压压缩为首可选择能得到2相组织伸长的所有的加工方法。
另外,在即将冷加工前的热处理、刚冷加工后的时效处理中,特 定气氛和冷却方法不选择。但是为了减少加热导致的氧化皮的发生, 优选是在氩和氮等的惰性气体气氛下、或者真空中。
另外,如果考虑作业时间的效率,则冷却方法也优选空冷或冷。
图3是示意地表示作为第1和第2实施方案的铜合金的组织的图, 图3(a)表示实施中途的铸造后得到的铸造组织,构成这样的2相组 织:Cu母相和以Cu9Zr2为主体的Cu-Zr间化合物或Cu-Zr-B间化合物 的共晶相包围大体平均粒径为10μm以下的各向同性的Cu母相。
另外,图3(b)表示将(a)接着冷轧约90%时的组织,变化成Cu母相晶粒在加工方向伸长,而且共晶相易发生剪切滑移变形,呈现为 2相成为层状的组织,同时,相邻的Cu母相晶粒彼此断续地接触。
此外,图3(c)表示将(b)时效处理后的组织,显示出Cu-Zr间或Cu-B间或者Cu-Zr-B间的化合物向Cu母相晶粒内析出的情形。
图4示意地表示作为比较例的、采用现有技术中的Cu-Zr合金组 成和制法(对于本领域技术人员,一般按顺序进行熔炼铸造、热轧固溶热处理、冷轧及时效处理)得到的代表性的显微组织。
另外,原子%的组成用组成式:Cu100-(a+b)ZraBb(式中,0.05≤a≤8.0、 0≤b≤4.0、a+b≤8.0)表示的铜合金中的Zr的限定理由是因为,当 比本发明的范围过少时,未产生所要求的组织,无助于强度,相反, 当过多时,招致导电性降低,不仅M<400,还损害冷加工性。
另外,上述铜合金中的B不会造成导电性降低,起补填Zr元素 构成组织的作用,有助于强度。在抑制晶粒粗大化的作用外,还具有 提高冷加工性的效果。可是,当超过本发明的范围添加时,相反,损 害冷加工性。顺便说明,专利第2501275号公报中有添加B损害加工 性的报告。
另外,Cu母相晶粒优选其平均粒径为10μm以下,该情况下,能 有效地得到上述的2相组织。关于Cu母相晶粒粒径,按照本发明的 制造方法必然地为10μm以下,但假如附加在本发明中未知的装置, 则制备成大于10μm的粒径。在该场合,预想帮助2相组织伸长的共 晶相的体积比减少,剪切滑移变形不能顺利地进行。另外,由于Cu母相晶粒大,因此即使通过冷加工伸长,相邻的晶粒彼此接触的晶粒 数或总面积也减少,因此不能期待导电性提高,不能达到M>400。
另外,在制造方法中,将冷加工定为50%以上是因为,当小于50% 时,难以得到层状组织,Cu母相晶粒彼此接触的程度变少,因此作为 电导率降低的结果不能得到M>400。
另外,将制造方法中的冷加工前的热处理定为在550℃-800℃的 范围热处理1-5小时是因为,当小于550℃时,原子扩散不充分,不 能引起化合物的再固溶,相反,当高于800℃时,由于晶体粗大化变 得显著,因此不优选。关于处理时间,当小于1小时时,虽然再固溶 但不充分,当大于5小时时,不仅没有效率,而且由于温度作用,有 时会导致晶体粗大化,故不优选。
此外,将制造方法中的冷加工后的时效处理定为在300-500℃的 范围时效处理1-10小时,这是因为,当小于300℃时,无法进行 Cu-Zr间、Cu-B间或者Cu-Zr-B间的化合物的析出,没有提高强度的效 果,另一方面,当大于500℃时,化合物的一部分开始固溶到母相中, 因此强度再次降低。时效时间由与温度的组合而决定,但小于1小时 时,不能期待提高强度,相反,当过长于10小时时,析出物粗大化, 不仅强度不提高,而且由于长时间,因此没有效率。
[实施例]
表1表示供试体。供试体为实施例1-17、比较例1-6、及现有例 7-11(文献记载的),表1表示出它们的合金组成、及熔炼方法等(包 括凝固体(凝固形态)、耐火材料、铸造尺寸、加工前处理、冷加工 率、时效处理)。
                                                                表1   组成(at%)   熔炼方法   凝固体   耐火材料   铸造尺寸   加工前处理   冷加工率   时效处理     (厚mm)  温度×小时)     %  (温度×小时) 实施例1   Cu-0.1Zr   无耐火材料熔炼   块     -     10   无     99   无 实施例2   Cu-1.0Zr   ″   ″     -     ″   ″     98   ″ 实施例3   Cu-3.0Zr   ″   ″     -     25   ″     95   ″ 实施例4   Cu-5.0Zr   ″   ″     -     ″   ″     90   ″ 实施例5   Cu-8.0Zr   ″   ″     -     10   ″     85   ″ 实施例6   Cu-8.0Zr   ″   ″     -     ″   650℃×1h     95   ″ 实施例7   Cu-5.0Zr   ″   ″     -     ″   无     97   450℃×2h 实施例8   Cu-1.0Zr   ″   ″     -     ″   650℃×1h     98   45℃×2h 实施例9   Cu-8.0Zr   ″   ″     -     ″   无     55   无 实施例10   Cu-0.1Zr-0.05B   ″   ″     -     25   ″     97   ″ 实施例11   Cu-1.0Zr-0.3B   ″   ″     -     ″   ″     90   ″ 实施例12   Cu-2.0Zr-1.0B   ″   ″     -     10   无     90   ″ 实施例13   Cu-4.0Zr-3.9B   ″   ″     -     ″   ″     68   ″ 实施例14   Cu-3.0Zr-2.0B   ″   ″     -     25   650℃×1h     97   ″ 实施例15   ″   ″   ″     -     ″   无     90   460℃×2h 实施例16   ″   ″   ″     -     ″   650℃×1h     92   450℃×2h 实施例17   ″   ″   ″     -     ″   无     53   无 比较例1   Cu-0.03Zr   ″   ″     -     10   无     98   无 比较例2   Cu-0.3Zr   ″   ″     -     ″   ″     不能轧制   - 比较例3   Cu-3.0Zr   坩堣熔炼   ″     氧化     ″   ″     95   无 比较例4   ″   无耐火材料熔炼   ″     -     ″   820℃×1h     ″   ″ 比较例5   ″   ″   ″     -     ″   无     ″   600℃×2h 比较例6   ″   ″   ″     -     ″   ″     44   无 现有例7   Cu-0.023Zr   坩堣熔炼   ″     氧化铝     铸锭   900℃×0.5h     95   550℃×1h 现有例8   Cu-0.17Zr-0.3Cr   ″   ″          30mm   ″     90   ″ 现有例9   Cu-5.0Zr   单辊法   箔     石英     30μm   -     -   - 现有例10   Cu-3.0Zr-2.0Cr   ″   ″     ″     ″   -     -   - 现有例11   Cu-3.0Zr-2.0Ti   ″   ″     ″     ″   -     -   -
表1中,实施例1-17是采用无耐火材料熔炼法熔炼铸造而得到 的,更详细地讲,实施例1、2、5、6、7、8、9、12、13通过悬浮熔 炼得到,实施例3、4、10、11、14、15、16、17通过真空电弧熔炼 得到。
另外,实施例1、2、3、4、5、9、10、11、17是不经过冷加工 前后的热处理及时效处理两工序而得到的。实施例8、16是通过经过 上述两工序而得到的。实施例6、14是只经过冷加工前的热处理工序 而得到的,实施例7、15是只经过冷加工后的时效处理工序而得到的。
冷加工的方法通过轧制进行。加工前的热处理及时效处理在电炉 内的氮气氛中进行,为空气冷却。
表2表示各供试体中2相组织有元(○有、×无)、层状组织有 无(○有、×无)、母相粒径、强度(拉伸强度)σ、电导率δ、以 及性能指数M。“2相组织”是相邻的Cu母相晶粒彼此断续地接触的2 相组织,“层状组织”是Cu母相、和Cu母相与Cu-Zr间或Cu-Zr-B间的任一方或两方的化合物的共晶相相互成为层状的组织。
                                        表2     2相组织     层状组织 母相粒径     强度σ   电导率δ    性能指数 μm     MPa   %IACS    M=σ×δ 实施例1     ○     ○ 4     540   76    410 实施例2     ○     ○ 3     670   64    428 实施例3     ○     ○ 2     900   45    405 实施例4     ○     ○ 3     1,100   38    418 实施例5     ○     ○ 2     1,250   37    475 实施例6     ○     ○ 2     1,230   40    492 实施例7     ○     ○ 3     1,120   41    459 实施例8     ○     ○ 2     890   67    482 实施例9     ○     ○ 3     1,100   37    407 实施例10     ○     ○ 5     490   88    421 实施例11     ○     ○ 3     650   87    435 实施例12     ○     ○ 2     790   81    481 实施例13     ○     ○ 2     1,000   39    425 实施例14     ○     ○ 2     1,120   38    425 实施例15     ○     ○ 2     1,120   40    448 实施例16     ○     ○ 2     1,120   41    459 实施例17     ○     ○ 4     1,100   38    418 比较例1     ×     × 40     350   95    332 比较例2     ○     × 4     无数据   无数据    无数据 比较例3     ×     × 20     400   85    340 比较例4     ○     ○ 30     800   40    320 比较例5     ○     ○ 15     820   47    385 比较例6     ○     × 12     880   30    264 现有例7     ×     × 300     310   90    279 现有例8     ×     × 300     480   77    348 现有例9     ○     × <1     1,080   24    259 现有例10     ×     × 25     670   5    33 现有例11     ×     × 30     780   5    39
在组织判定中,对于实施例,主要进行电子显微镜观察,辅助地 也进行光学显微镜观察,对于比较例进行了光学显微镜观察。强度通 过拉伸试验求出,电导率通过测定在室温的电阻,经与纯铜的电阻相 对比较而算出。
表2表明,实施例1-17具有2相组织及层状组织而构成,并且 强度σ=490-1250MPa及电导率δ=37-86%IACS,由此显示性能指数 M=405-492,能在强度和电导率的组合的宽的范围实现M>400。
与之相对,比较例1-6及现有例7-11,如表2所示,至多只得到 性能指数M=385,不能获得M>400。据此能够理解实施例1-17在强度 和电导率上多么优异。
在比较例中显示高的性能指数的比较例4(M=320)、5(M=385), 如表1所示,只是冷加工前后的热处理及时效处理的温度条件不同, 其他条件与实施例同样而作成的。即,比较例4是进行820℃×1小 时冷加工前的热处理的例子,比较例5是进行600℃×2小时冷加工 后的时效处理的例子。
这样,比较例4、5中,冷加工前后的热处理及时效处理的温度 条件比实施例的温度高,起因于该高温,在冷加工前的热处理中,Cu 母相晶粒的平均粒径达到30μm,在冷加工后的时效处理中,阻止固 溶在Cu母相内的含有Zr或B的化合物的再析出,同时,母相晶粒的 平均粒径达到15μm,Cu母相晶粒的平均粒径都超过了10μm而粗大 化。
由于该粗大化,比较例4、5中,强度σ分别为800MPa、820MPa, 电导率δ分别为40%IACS、47%IACS,其结果,性能指数M分别为320、 385,不能达到M>400。
与之相比,实施例1-17中,其Cu母相晶粒的平均粒径为2-5μm, 据此可理解,铜合金中的Cu母相晶粒的平均粒径为10μm以下而构 成是重要的。
另外,实施例4和实施例7、及实施例14和实施例16的各比较, 是有无时效处理的比较,有时效处理的实施例7及实施例16,显示出 比分别相应的无时效处理的实施例4及实施例14大的M值。这是因 为,经时效处理,固溶于Cu母相内的含有Zr或B的化合物再次在Cu母相内析出,辅助地提高强度和导电性。
因此可知,优选的是,2相组织中,含有Cu-Zr间、Cu-B间、或 者Cu-Zr-B间的化合物的任1种以上的析出物分散在Cu母相晶粒的 内部有助于提高性能指数M值。
另外,实施例1-17由于直到超过500℃的时效温度都未引起再固 溶,因此可知是也兼备优异的耐热性的铜合金。
再者,在比较例2中,由于在进行冷轧的中途发生了显著的裂纹, 因此中止,不能测定特性数据。
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