高強度、高導電性銅合金以及由其制得的電導體的制作方法
【專利摘要】一種銅基合金實現(xiàn)具有突破性的電導體產(chǎn)品，其強度、彎曲和導電性的反比關系最小化，其具有至少85%IACS導電性且提供80至85ksi的抗拉強度，與現(xiàn)有技術(shù)相比強度至少增加了33%，其通過基本上由如下物質(zhì)組成的合金制成：0.2-0.5w/o的鉻、0.02-0.20w/o的銀和0.04-0.16w/o選自由錫、鎂和錫/鎂組合組成的群組的第三金屬成分。
【專利說明】高強度、高導電性銅合金以及由其制得的電導體
[0001]本發(fā)明的領域和背景:
[0002]本發(fā)明涉及銅合金及銅合金導體。銅一直是用于導電的主要材料。已開發(fā)了各種銅合金來克服元素銅的例如低強度和低彎曲壽命的缺陷。符合保持高導電性的高強度和高彎曲壽命是許多應用的重要要求。鎘銅(合金C16200)和鎘-鉻-銅(合金C18135)是用作要求高強度的導體的兩種傳統(tǒng)銅合金。這些合金在最小限度地減少其導電性的同時提高了銅的強度，這是導體合金的重要平衡。然而，由于鎘的危害性以及施加于包含該元素的材料的局限性，已發(fā)展替代合金以取代含鎘的合金。現(xiàn)有技術(shù)中還包括Percon24品牌銅合金線，其由本發(fā)明的所有者制造，并在基于1997年9月12日遞交的共同專利申請的它的美國專利6，053，994和6，063，217中被描述。那些線已經(jīng)不含鎘，與合金C18135類似，符合ASTM B624標準，且具有0.15-1.30重量百分比(w/o)的鉻、0.01-0.15w/o的鋯、余量為銅的組分，并且如在’ 217專利中所描述和要求保護的那樣經(jīng)特殊處理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)還包括銅與鈷、磷、鎳、硅、鉻的合金的示例，其包括常常結(jié)合高度特殊化的處理要求的組合物，顯示了自Percon24專利的近10年以來推進本領域的努力，例如如在下述任選地用“以犧牲成品率(at the expense of yield)”的特殊處理以提高成形性的PCT公開的申請所顯示的:W02009/123159 (’ 159)(具有鎳、硅、錫、鎂和鋅的銅合金導體)；W02009/123137 (’137) (Cu-N1-S1-Co-Cr)；W02009/11922 (用氧氣控制的 Cu-Co-P-Sn)和W02009/049201 (Cu-Sn-N1-P)0
[0004]合金C17510 (鈹銅合金)是比合金C18135強度更高的合金，但其導電性進一步地降低了。這種合金用于減小導體的尺寸或者提高彎曲壽命。下表I中概括了元素銅以及C18135和C17510合金的導電性和抗 拉強度。在ASTM B624標準說明書中概述了合金C18135的要求性能。在專利號為4，727，002的US專利中列出了 C17510的導體性能。
[0005]表1.現(xiàn)有技術(shù)導體合金的狀態(tài)性能
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種熱或冷加工并最終熱處理的形式的銅基合金導體產(chǎn)品，其特征在于，該銅基合金導體產(chǎn)品由合金組分制成，其實質(zhì)組成為:
(a)0.2-0.6w/o 的鉻，
(b)0.02-0.20w/o 的銀， (c)0.04-0.16w/o選自由錫、鎂和錫/鎂組合組成的群組的第三金屬成分，以及 Cd)余量為銅， 該產(chǎn)品具有至少80ksi的抗拉強度、至少6%的伸長率和至少80%IACS導電性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，成分(a)的組分范圍為0.3-0.5w/o。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，成分(b)的組分范圍為0.05-0.15w/0o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，成分(a)和(b)的組分范圍為0.3-0.5w/ο 的(a)和 0.05-0.15w/o 的(b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，成分(c)實質(zhì)上由鎂組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，成分(c)實質(zhì)上由錫組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，成分(c)實質(zhì)上由錫/鎂組合組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品是單線的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品是絞合、成束、繩或其他導體形式。
10.一種由合金制備的線材產(chǎn)品，其特征在于，該合金實質(zhì)組成為:
(a)0.2-0.6w/o 的鉻，
(b)0.02-0.20w/o 的銀， (c)0.08-0.15w/o選自由錫、鎂和錫/鎂組合組成的群組的第三金屬成分，以及 Cd)余量為銅。
11.一種銅基合金，其特征在于，其基本組成為:
(a)0.2-0.6w/o 的鉻，
(b)0.02-0.20w/o 的銀，(c)0.04-0.16w/o選自由錫、鎂和錫/鎂組合組成的群組的第三金屬成分，以及
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的合金，其特征在于，成分(a)的組分范圍為0.3-0.5w/o。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的合金，其特征在于，成分(b)的組分范圍為0.05-0.15w/0o
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的合金，其特征在于，成分(a)和(b)的組分范圍為0.5w/o的(a)和 0.05- 015w/o 的(b)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的合金，其特征在于，成分(c)實質(zhì)上由鎂組成。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的合金，其特征在于，成分(c)實質(zhì)上由錫組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的合金，其特征在于，成分(c)實質(zhì)上由錫/鎂組合組成。
【文檔編號】C22C9/00GK103429770SQ201180066765
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月2日
【發(fā)明者】約瑟夫·薩利赫 申請人:菲斯克合金有限公司