[发明专利]一种电子材料用稀土铜合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子材料用稀土铜合金，属于铜合金材料技术领域。

背景技术

铜及其合金由于具有良好的导电导热、耐蚀、强度、疲劳以及易于制造等特点，在电子、电力、机械以及航天航空等领域得到了广泛的应用，成为重要的电气电子材料。随着近年来电气电子设备向小型化、轻量化发展，对于电气电子用材料的性能有了更高的性能要求，如具有好的强度、导电性、弯曲加工性、耐应力松弛性、耐磨性、耐高温性能等。然而对于铜合金，高强度和高导电性、高强度和良好的弯曲加工性等是一对相互矛盾的特性。因此迫切需要开发一种新型的高性能铜合金材料。

目前世界各国都在积极开发综合性能优异的铜合金，也申请了许多专利，如：US1658186，1778668，2185958，2137282，3027508，4466939，JP213847/83等等。这些专利就Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系及Cu-Cr-Zr系等合金成分，制备方法和对某一特殊性能的改进提出的新的技术方案。中国专利申请号200810230786.0，公开了一种高弹性高导电无铍铜合金材料及加工工艺，其Ni含量为7％、Si含量1.8％、Zn含量0.4％、Mg含量0.3％，采用其所述的加工工艺，其强度能够达到600～700MPa，导电率达到25～30％IACS。但是铜合金的强度和导电率都有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种强度和导电率高的电子材料用稀土铜合金。

本发明的另一目的是提供一种电子材料用稀土铜合金的制备方法。

为了实现以上目的，本发明电子材料用稀土铜合金所采用的技术方案是：一种电子材料用稀土铜合金，是由以下重量百分比的组分制成：镍0.9～5.0％、硅0.15～1.7％、镁0.01～0.5％、锌0.01～2％、稀土元素0.02～0.15％，余量为铜及不可避免的杂质，所述的稀土元素为铱、铱和铈、铱和镧、或者铱和铈和镧。

本发明电子材料用稀土铜合金的优选方案为：镍1.8～4.5％、硅0.45～1.1％、镁0.06～0.11％、锌0.06～0.8％、稀土元素0.05～0.10％，余量为铜及不可避免的杂质。

所述Ni与Si的重量比为3～6∶1。

本发明的电子材料用稀土铜合金，加入的Ni、Si析出产生第二相Ni₂Si产生强化效果，采用适当的Ni、Si含量保证合金在时效后，铜基体中残留较少的合金元素，使合金获得相对较高的导电性能；加入的Mg元素非常活泼，适量添加具有除氧、净化熔体的作用，同时还能大幅提高材料的耐应力松弛性能，但由于Mg在Cu中固溶度比较高，对导电性影响较大，且太多对材料的弯曲加工性影响较大，确定其添加量在0.01～0.5wt％的范围；加入的Zn有利于改善材料的弯曲加工性，同时还可以改善电子材料镀Sn的粘附性及耐电迁移性等，同时考虑其对材料导电性的影响，确定其添加量在0.01～2wt％的范围；加入的稀土元素铱具有很好的活性，具有不同稀土元素的除残余氧、净化熔体、利于精炼、除气和微合金化作用，还能够显著的提高镁和锌在铜合金中的作用，显著的提高改善合金的导电性、拉伸强度和抗高温软化性能，同时在加入铱的同时还可以加入铈和/或镧，提高除残余氧、净化熔体、利于精炼、除气和微合金化的作用。

本发明的电子材料用稀土铜合金是在是在传统的CuNiSi合金基础上，加入微量的镁、锌以及铱、铈、镧稀土元素，并调整了铜合金中各元素的百分含量，使微量稀土元素和镁、锌产生协同作用，同时改善铜合金的强度和导电性性能，抗拉强度达到550～900MPa、电导率达到35～79％IACS、延伸率达到5％以上，能较好地满足电子材料用铜合金的性能需求。

本发明的电子材料用稀土铜合金可以采用常规方法制备，以下给出稀土铜合金的制备方法予以说明：按照配方量取各组分进行配料，1200～1350℃熔炼形成铸锭；温度850～950℃的热锻，变形量70～85％；850～1080℃的固溶处理0.5～1h，轧制率在0～70％的中间冷轧；400～550℃的时效处理，以及轧制率在30～70％的冷轧变形；冷轧后200～400℃的去应力退火处理0.5～1.5h。

具体实施方式

实施例1

本实施例的电子材料用稀土铜合金是由以下重量百分比的组分制成：1.8％镍、0.45％硅、0.06％镁、0.06％锌、0.05％铱，其余为铜和不可避免的杂质。