一种铜基合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种铜基合金及其制备方法和应用，属于有色金属加工技术领域。Sn、Zn可以防止析出相的析出和长大，提高铜基合金的抗折弯性能；In、Nd、Mg中的至少两种能够协同提高纳米强化粒子的耐热稳定性，提高合金的耐高温性能，同时防止析出相的析出和长大，提高抗折弯性能；Cr和Si会生成强化相Cr、Cr3Si，这些强化相的存在提高了铜基合金的耐高温性能，同时也会阻止织构的演变，提高合金的抗折弯性能；此外，本发明专利技术控制铜基合金纵向上的平均晶粒尺寸为5～10μm，提高了铜基合金的抗折弯性能，通过控制低∑CSL晶界的数量以及铜基合金中含有的(001)[100]织构能够同时提高铜基合金的耐高温和抗折弯性能。高温和抗折弯性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铜基合金及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有色金属加工
，具体涉及一种铜基合金及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高强高导铜合金的开发大体上经历了三个阶段：第一阶段，20世纪60年代，这时期一般采用不显著降低导电率的元素如Ag、Cd、As、Te、Rb等对铜进行合金化，这样获得的材料，导电率可保证在90％IACS以上，但强度等性能不够理想；第二阶段，70年代以后，开始选择固溶量少又能时效析出的强化相元素进行合金化，并采用形变热处理的方法促使固溶元素以纳米第二相质点充分析出，使导电率和强化效果协同提升，但其抗高温软化性能欠佳；第三阶段，80年代以后，在合金元素的选择方面，以节约贵重金属和不加有毒元素(Ag、Cd、As等元素)对铜进行合金化，主要研制含Cr、Zr、Ni、Si、Fe、Mg、Sn、Zn、P、RE、Ti等元素的铜合金，提高铜合金的耐高温软化能力，并注重制备工艺上的改进和创新。
[0003]目前，现有技术中以第三阶段制备的高强高导铜合金为主，但其耐高温性能和抗折弯性能仍较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种铜基合金及其制备方法和应用，本专利技术的铜基合金在确保高强高导性能的前提下具有良好的耐高温性能和抗折弯性能。
[0005]本专利技术提供了一种铜基合金，以质量百分比计，包括以下元素：
[0006]Cr 0.2～0.5％，Sn 0.2～0.4％，Zn 0.15～0.3％，Si 0.01～0.05％；
[0007]In 0.005～0.01％、Nd 0.005～0.01％和Mg 0.01～0.05％中的至少两种；
[0008]余量为Cu；
[0009]所述铜基合金的纵向晶粒的平均尺寸为5～10μm；
[0010]所述铜基合金中低∑CSL晶界数量占比为40～70％；
[0011]所述铜基合金中含有(001)[100]织构。
[0012]优选的，所述铜基合金中还含有(112)[11
‑
1]织构、(110)[001]织构、(011)[2
‑
11]织构、(123)[63
‑
4]织构、(012)[100]织构和(124)[21
‑
1]织构中的一种或多种。
[0013]优选的，所述铜基合金包括以下体积含量的织构：(001)[100]织构25～40％，(112)[11
‑
1]织构5～10％，(110)[001]织构10～20％，(011)[2
‑
11]织构10～20％，(123)[63
‑
4]织构10～20％，(012)[100]织构10～20％，(124)[21
‑
1]织构10～20％。
[0014]本专利技术还提供了上述方案所述铜基合金的制备方法，包括以下步骤：
[0015]对应铜基合金的元素组成，将含有各元素的制备原料进行熔炼，得到熔体；
[0016]将所述熔体依次进行铸造，热轧，第一冷轧，第一退火，第二冷轧，第二退火，第三冷轧，快速固溶处理，第四冷轧，时效处理，得到所述铜基合金；
[0017]所述快速固溶处理的温度为850～950℃，退火速度为30～50m/min；
[0018]所述时效处理的温度为300～500℃，退火速度为10～30m/min。
[0019]优选的，所述热轧的开轧温度为920～980℃，保温时间为4～6h，总加工率为85～95％，终轧温度为750～800℃。
[0020]优选的，所述第一冷轧和第二冷轧的轧制总加工率独立地为45～65％。
[0021]优选的，所述第一退火和第二退火的温度独立地为600～700℃，保温时间独立地为4～6h。
[0022]优选的，所述第三冷轧的轧制总加工率为40～60％；
[0023]所述第四冷轧的轧制总加工率为20～40％。
[0024]本专利技术还提供了上述方案所述的铜基合金或上述方案所述制备方法制备的铜基合金在引线框架中的应用。
[0025]本专利技术提供了一种铜基合金，以质量百分比计，包括以下元素：Cr 0.2～0.5％，Sn 0.2～0.4％，Zn 0.15～0.3％，Si 0.01～0.05％；In 0.005～0.01％，Nd 0.005～0.01％和Mg 0.01～0.05％中的至少两种；余量为Cu；所述铜基合金的纵向上的平均晶粒尺寸为5～10μm；所述铜基合金中低∑CSL晶界数量占比为40～70％；所述铜基合金中含有(001)[100]织构。在本专利技术中，Sn、Zn可以防止析出相的析出和长大，提高铜基合金的抗折弯性能；In、Nd、Mg中的至少两种能够协同提高纳米强化粒子的耐热稳定性，提高合金的耐高温性能，同时防止析出相的析出和长大，提高抗折弯性能；Cr和Si会生成强化相Cr、Cr3Si，这些强化相的存在提高了铜基合金的耐高温性能，同时也会阻止织构的演变，提高合金的抗折弯性能；此外，本专利技术控制铜基合金纵向上的平均晶粒尺寸为5～10μm，提高了铜基合金的抗折弯性能，通过控制低∑CSL晶界的数量以及铜基合金中含有的(001)[100]织构能够同时提高铜基合金的耐高温和抗折弯性能。
[0026]实施例的结果表明，本专利技术制备的铜基合金的抗拉强度σ
b
为600～700MPa，塑性伸长率δ为1～5％，导电率为65～75％IACS，高温软化温度为550～600℃，宏观板型稳定控制≤1.0I，化学蚀刻法后带材翘曲高度≤3mm，90
°
带材横纵方向R/t值≤0.5，带材表面不开裂，表明本专利技术的铜基合金具有高强、高导电率，同时具有良好的耐高温性能和抗折弯性能。
[0027]本专利技术的铜基合金与C19400(Cu
‑
Fe
‑
P)合金相比，具有更高的强度和导电性能；与C18150(Cu
‑
Cr
‑
Zr)合金相比，具有与其相媲美的耐高温性能的同时，具有优异的抗折弯性能，同时蚀刻后具有更加优异的表面性能和电镀性能，可以满足极大规模电路冲压和耐蚀引线框架对合金带材的使用需求。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种铜基合金，以质量百分比计，包括以下元素：
[0029]Cr 0.2～0.5％，Sn 0.2～0.4％，Zn 0.15～0.3％，Si 0.01～0.05％；
[0030]In 0.005～0.01％、Nd 0.005～0.01％和Mg 0.01～0.05％中的至少两种；
[0031]余量为Cu；
[0032]所述铜基合金的纵向晶粒的平均尺寸为5～10μm；
[0033]所述铜基合金中低∑CSL晶界数量占比为40～70％；
[0034]所述铜基合金中含有(001)[100]织构。
[0035]以质量百分比计，本专利技术所述铜基合金包括Cr 0.2～0.5％，优选为0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜基合金，其特征在于，以质量百分比计，包括以下元素：Cr 0.2～0.5％，Sn 0.2～0.4％，Zn 0.15～0.3％，Si 0.01～0.05％；In 0.005～0.01％、Nd 0.005～0.01％和Mg 0.01～0.05％中的至少两种；余量为Cu；所述铜基合金的纵向晶粒的平均尺寸为5～10μm；所述铜基合金中低∑CSL晶界数量占比为40～70％；所述铜基合金中含有(001)[100]织构。2.根据权利要求1所述的铜基合金，其特征在于，所述铜基合金中还含有(112)[11
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1]织构、(110)[001]织构、(011)[2
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11]织构、(123)[63
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4]织构、(012)[100]织构和(124)[21
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1]织构中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的铜基合金，其特征在于，所述铜基合金包括以下体积含量的织构：(001)[100]织构25～40％，(112)[11
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1]织构5～10％，(110)[001]织构10～20％，(011)[2
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11]织构10～20％，(123)[63
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4]织构10～20％，(012)[...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丽军，米绪军，解浩峰，郭宏，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：