铜合金和制造铜合金的方法技术

使元素如Ｃｒ在高温下在基底材料金属（Ｃｕ）中形成固溶体，通过进行骤冷获得处于超饱和状态的材料。此后，向此材料施加应变，在低温下，在施加此应变的同时或之后对此材料进行时效处理。因此，能够获得具有作为电焊条材料所需性能的铜合金，例如不小于３０ＨＲＢ的硬度、不小于８５ＩＡＣＳ％的电导率和不小于３５０Ｗ／（ｍ.Ｋ）的热导率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,制造的方法,复合铜材料和制造复合铜材料的方法
本专利技术涉及一种适用于电动车辆等的配线连接器(wiringconnector)和电焊条材料的和复合铜材料，并涉及制造该和复合铜材料的方法。
技术介绍
随着汽车EV(电动车辆)设计的增加，配线和配线的连接零件连接器的消耗趋于增加。在采用EV中，通过电子控制技术确保安全性和里程油耗(gas mileage)也是一个目的。引入汽车中的连接器在高温和振动的苛刻环境中使用，因此，需要连接的可靠性和接触稳定性。并且，随着采用EV的增加，需要能量损耗小，即电导率高的铜基质料。并且，对于电焊条材料，需要在机械强度、热性能和电气性能各个方面具有高于规定值的性能。对于机械强度，通常通过使金属材料的晶体结构细化来提高机械强度，这被称为Hall-Petch定律。例如，当使金属或合金材料变形时，由于形变强化导致材料强度提高。对此的理解如下。即，由于加工(塑性变形)，不同种类的缺陷(点缺陷、位错、堆垛层错等)在材料中积累，并且由于这些缺陷相互作用，新缺陷的引入和移动变得困难，从而材料获得抗外力的能力。迄今已经进行挤压、拉拔、剪切、轧制、锻造等来向金属材料施加塑性变形(应变)。具体地说，已经提出了包括在向材料施加高压的同时扭曲该材料的HIP(高压扭曲)方法、包括使材料反复通过缩颈管的CEC(循环挤压压缩)方法和ARB(累积滚压结合)方法，该方法包括切割金属板，该金属板的厚度已通过轧制并反复轧制叠加的金属板而降低，特别是提出了ECAE(等通道转角挤压)方法作为使铝合金颗粒细化的具体方法，该方法包括通过横挤压向材料施加剪切变形而不降低该材料的横截面积，正如日本专利特许公开JP 9-137244、日本专利特许公开JP 10-258334、日本专利特许公开JP 11-114618，日本专利特许公开JP 2000-271621等中公开的。另一方面，对于，已经提出了日本专利特许公开JP 11-140568、日本专利特许公开JP 2000-355746等中公开的方法。在这些常规方法中，为了提高连同与其它一起用作水龙头配件等用材料的黄铜(Cu-Zn)的性能(可加工性和脱锌腐蚀)，通过热挤压使动态再结晶出现，从而获得晶粒的细化和晶体结构的特定比(α-相、β-相和γ-相的比)。并且，为了从向其中加入在室温下不或几乎不以固溶体状态溶解的元素如铬(Cr)、锆(Zr)、铍(Be)、钛(Ti)和硼(B)的时效硬化型中产生规定的性能，首先，使此元素在高温下以固溶体状态下充分溶解，然后骤冷并造成过饱和状态，随后在规定温度下进行时效处理，从而使加入的、过饱和状态的元素析出。即使当将上述加工时效或铝合金和用时效处理照原样用于向其中加入元素如铬(Cr)、锆(Zr)、铍(Be)、钛(Ti)和(B)的时效硬化型时，也不可能同时满足机械强度、热性能和电气性能各个方面。即，为了保证在电动车辆等中使用的连接器、电焊条材料等所需的热性能和电气性能发展，必须保证使加入的、以固溶体状态溶解的元素以最大可能的量析出。为了使此元素大量析出，必须提高时效温度。然而，当提高时效温度时，出现晶粒生长，且力学性能下降。即，机械强度与热性能和电气性能有折衷关系(tradeoff relation)。对于热性能和电气性能，其中氧化物如氧化铝分散在铜基质中的在电导率和耐热性方面是优异的，因此，在电器零件用材料中广泛使用这些。已经提出了许多提高性能和这些制造方法的建议。例如，已经提出的一个建议是通过不但加入铝作为进行内部氧化的元素，而且加入锡作为第三种元素来提高电导率和软化性能。(日本专利特许公开JP 59-150043)已经提出了一种，其中由于使用通过雾化法制造的、不大于300微米的粉末，所以不大于50微米的颗粒的量不少于70wt％，并且其中使容易氧化的金属如铝以固溶体状态溶解。(日本专利特许公开JP 60-141802)还提出了一种方法，该方法包括内部氧化Cu-Al合金粉末，从而将Al转变为Al2O3，这使此合金粉末的表面光滑，压坯该粉末从而形成生坯，并在600-1,000℃下热锻此生坯。(日本专利特许公开JP 63-241126)并且，提出了一种方法，该方法包括内部氧化含Al的板状以将Al转变为Al2O3，将此板状合金加工成线圈形状，将此线圈状合金密封在金属管中，按所需的形状在900℃下热加工此金属管。(日本专利特许公开JP 2-38541)并且，还提出了一种方法，该方法包括将通过内部氧化Cu-Al合金片获得的合金粉末装填进碳模具中，在900℃、400kg/cm2的压力下热压该合金粉末。(日本专利特许公开JP 2-93029)而且，提出了一种方法，该方法包括通过使Al2O3的环状硬质层存在于Cu-Al合金粉末的内部来提高可烧结性。(日本专利特许公开JP4-80301)在上述所有的常规方法中，都在高温下进行热加工，因此，由于晶粒生长，结构易于变粗。因此，在常规方法中，不可能获得同时满足电动车辆连接器和电焊条材料所需性能的材料，这些要求是硬度不小于30HRB、优选不小于40HRB，电导率不小于85IACS％、优选不小于90IACS％，热导率不小于350W/(m·K)，优选不小于360W/(m·K)。当硬度不小于30HRB时，能够防止电焊条材料的尖端变形并发热。当电导率不小于85IACS％时，能够防止电焊条材料与钢板反应并粘到钢板上。当热导率不小于350W/(m·K)时，因为冷却效率提高，所以能够防止电焊条材料在焊接的过程中沉积。因为Al2O3即使在高温下也不以固溶体状态溶解在Cu中，所以不能将通过在以固溶体溶解后进行时效处理而使Al2O3析出的常规方法用于Cu-Al合金。专利技术公开通过保证以下条件获得同时满足在电动车辆配线中使用的材料或电焊条材料所需的机械强度、热性能和电气性能中所有性能的材料即使在高温下以固溶体状态溶解，但在室温下不或几乎不以固溶体状态(不能保持固溶体状态)溶解的第二种元素以固溶体状态溶解在基质金属(Cu)中，通过向此材料施加相当于不小于200％延伸率的应变而实现晶粒细化，并且在施加此应变的同时或之后对此材料进行时效处理，从而促使第二种元素在晶粒中析出。具体地说，在含室温下不或几乎不以固溶体状态溶解的第二种元素的中，能够获得其平均粒径不大于20微米并且第二种元素在晶粒中析出的。此的硬度不小于30HRB，电导率不小于85IACS％，热导率不小于350W/(m·K)。该第二种元素是铬(Cr)、锆(Zr)、铍(Be)、钛(Ti)和硼(B)中的任何一种。可以将挤压、拉拔、剪切、轧制或锻造视为向该材料施加应变的方法，挤压的条件是这样的，即在400-500℃的模具温度、0.5-2.0毫米/秒的挤压速度下进行横挤压。并且，还可能在向材料施加应变前，预先对材料进行时效处理。另一方面，为了用甚至在高温下也不以固溶体状态溶解在铜中的陶瓷粉(氧化铝或硼化钛)获得同时满足机械强度、热性能和电气性能中全部性能的材料，将铜粉和陶瓷粉混合在一起，从而将混合粉末形成为第一成型体，向此第一成型体施加应变，从而形成具有细化粒径的第二成型体，在该第二成型体中基底材料和陶瓷颗粒结合在一起。这样做的结果是，获得硬度不小于60HRB、电导率不小于85IACS％、热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜合金，其含在室温下不或几乎不以固溶体状态溶解的第二种元素，其特征在于此合金的平均粒径不大于２０微米，并且该第二种元素在晶粒中析出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：船木光弘，马场大树，大山真哉，堀向俊之，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]