一种Cu-Ni-Si基合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102703754A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102703754A(43)申请公布日2012.10.03(21)申请号201210181988.7C22F1/08(2006.01)(22)申请日2012.06.05(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人阙仲萍程伟丽陈津张金山林万明梁伟丁敏(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人卢茂春(51)Int.Cl.C22C9/06(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图33页(54)发明名称一种Cu-Ni-Si基合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高强度高导电性能Cu-Ni-Si基合金及其制备方法，属于铜合金材料技术领域，其特征在于Cu-Ni-Si-V合金的组分及其重量百分比为：Cu95.5~97.5%,Ni2.0~3.0%,Si0.5~1.2%,V0~0.3%，该方法的具体步骤为：将纯铜、纯硅、纯镍、纯钒按照配比在感应炉中熔炼并在金属模具中浇铸获得坯料。对热轧和冷轧变形处理后的坯料进行时效和固溶处理。实验结果表明：添加合金元素V对Cu-Ni-Si合金由明显的晶粒细化作用；且添加适量的V（0.086wt.%）可以大幅提高合金的导电性，同时只伴随硬度的微量下降，即将合金的综合性能从电导率41.4%IACS，硬度195.7Hv提高到电导率60%IACS，硬度值205Hv；且添加0.086wt.%V的合金析出的弥散细小的第二相体积分数是未添加V之前合金的两倍。CN1027354ACN102703754A权利要求书1/1页1.一种高强度高导电性Cu-Ni-Si基合金，其特征在于是一种通过添加合金元素钒V对Cu-Ni-Si合金进行合金化，提高合金的时效动力，在短时间内时效获得高体积分数的弥散细小第二相达到沉淀强化和净化基体的目的，并结合细晶强化并结合细晶强化获得高强度高导电性能的合金材料，该合金材料其组分和重量百分比为：Cu95.5~97.5%,Ni2.0~3.0%,Si0.5~1.2%,V0~0.3%，具有弥散分布在基体上的Ni2Si和(NiV)2Si增强相，其电导率为60%IACS，硬度值200Hv。2.权利要求1所述的一种高强度高导电性Cu-Ni-Si基合金的制备方法，其特征在于是一种采用添加合金元素V进行晶粒细化，增强第二相的析出动力学以达到沉淀强化和净化基体同时提高强度和电导率的制备方法，其具体工艺步骤为：Ⅰ、坯料制备：将纯度大于99.9%的纯铜、纯硅、纯镍、纯钒按下列质量百分比的成分Cu95.5~97.5%,Ni2.0~3.0%,Si0.5~1.2%,V0~0.3%在真空感应炉中熔炼，待所有原料熔炼完毕后，在1200~1300℃保温15~20分钟，以保证所有合金元素溶解并充分扩散，并在金属模具中浇铸获得长为150~195mm，宽为50~60mm，高为30mm的长方形坯料；II、变形处理：先将坯料在950~980oC下进行均匀化退火2~4h处理，随后坯料在950~980oC下进行热轧，总变形量为65~70%，热轧后的合金经除鳞处理，在室温下进行8~10道次的冷轧，总变形量为65~75%，最终得到厚度约为1.5~3.0mm的薄板；Ⅲ、热处理：将变形处理后的合金板材线切割成2x2cm的片状试样，进行固溶+时效处理，固溶热处理温度根据Pandat8.0相图模拟结果以及差热分析仪测定的相变转变点温度，选取在单相区固相线以上，液相线以下温度区间，适用于本发明合金系的固溶处理条件为：900~950℃×2~4h，水冷，人工时效制度为350~500℃×0.3~40h，固溶处理和人工时效处理配合原则为固溶处理2~4小时后进行人工时效处理。2CN102703754A说明书1/4页一种Cu-Ni-Si基合金及其制备方法技术领域[0001]本发明一种高强度高导电性能Cu-Ni-Si基合金及其制备方法，属于铜合金材料技术领域，具体涉及一种通过添加低成本合金元素，提高合金的时效动力，在短时间内时效获得高体积分数的弥散细小第二相达到沉淀强化和净化基体的目的，并结合细晶强化获得高强度高导电性能的Cu-Ni-Si合金。背景技术[0002]由于铜合金具有优良的导电性，低廉的价格和良好的加工成型性等优点，被广泛用作集成电路引线框架材料。到了20世纪90年代，铜基引线框架材料的消耗量已占引线框架材料总消耗量的80%以上。随着集成电路向高密度、小型化、多功能化发展，对引线框架材料的强度，导电导热性能要求越来越高。[0003]高强高导铜合金的设计有两种思路：一是加入适量合金元素强化铜基体来提高强度，同时尽量避免对电导率的不良影响