本發(fā)明涉及銅合金，特別是涉及一種高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是向大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路領(lǐng)域的深入，對(duì)引線框架的性能要求也日益嚴(yán)格。cu-ni-si合金因具有高強(qiáng)度、良好導(dǎo)電性等優(yōu)異的綜合性能，已成為集成電路領(lǐng)域引線框架制造的優(yōu)選材料。

2、在傳統(tǒng)的加工工藝中，cu-ni-si合金經(jīng)傳統(tǒng)室溫軋制后再進(jìn)行常規(guī)時(shí)效處理的工藝中表現(xiàn)出晶粒尺寸和形態(tài)以及析出行為調(diào)控不理想的問題，影響合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電率，限制了其在高端應(yīng)用中的潛力。為了解決這一問題，近年來深冷軋制工藝被開發(fā)于合金的加工，然而目前普遍采取大變形量的軋制(超過90％變形量)，加工硬化現(xiàn)象顯著，嚴(yán)重降低了板材的塑性，且該方法加工流程長，伴隨著較高的能耗和生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材及其制備方法，本發(fā)明提供的cu-ni-si合金板材的制備方法采用中等變形量(70～80％)的軋制即可實(shí)現(xiàn)在維持高強(qiáng)度、優(yōu)異導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，提升cu-ni-si合金板材的塑性，得到具有優(yōu)異綜合性能的cu-ni-si合金板材。

2、本發(fā)明在第一方面提供了一種高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材的制備方法，所述制備方法包括：

3、將熱軋態(tài)cu-ni-si合金進(jìn)行第一深冷軋制、中間時(shí)效處理和第二深冷軋制，得到深冷軋制板材；所述第一深冷軋制后的總變形量為所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的40～45％；所述第二深冷軋制后的總變形量為所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的70～80％；

4、將所述深冷軋制板材進(jìn)行分級(jí)時(shí)效處理，得到高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材。

5、優(yōu)選地，所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金由鑄態(tài)cu-ni-si合金經(jīng)固溶處理、熱軋制得到；

6、優(yōu)選的是，所述固溶處理的溫度與所述熱軋制的溫度相同；

7、更優(yōu)選的是，所述固溶處理和所述熱軋制的溫度為850～950℃；和/或，所述固溶處理的時(shí)間為1～2h。

8、優(yōu)選地，所述熱軋制后的總變形量為所述鑄態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的70～80％；

9、所述熱軋制過程中每道次的變形量為所述鑄態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的15～25％；和/或

10、所述熱軋制過程中每道次間的保溫時(shí)間為5～10min。

11、優(yōu)選地，所述第一深冷軋制過程中每道次的變形量為熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的5～10％。

12、優(yōu)選地，所述中間時(shí)效處理的溫度為400～500℃，優(yōu)選為425～475℃；和/或

13、所述中間時(shí)效處理的時(shí)間為60～120min。

14、優(yōu)選地，所述第二深冷軋制包括第一階段和第二階段，所述第二階段每道次的變形量小于所述第一階段每道次的變形量。

15、優(yōu)選地，所述第一階段每道次變形量為所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的8～10％；和/或

16、所述第二階段每道次變形量為所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的3～5％。

17、優(yōu)選地，所述分級(jí)時(shí)效處理包括一級(jí)時(shí)效處理和二級(jí)時(shí)效處理，所述二級(jí)時(shí)效處理的溫度大于所述一級(jí)時(shí)效處理的溫度。

18、優(yōu)選地，所述一級(jí)時(shí)效處理的溫度為150～250℃；和/或

19、所述二級(jí)時(shí)效處理的溫度不高于所述中間時(shí)效處理的溫度。

20、本發(fā)明在第二方面提供了一種高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材，采用第一方面所述的制備方法制得。

21、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比至少具有如下有益效果：

22、本發(fā)明首先進(jìn)行小變形量的第一深冷軋制，引入變形孿晶，從而實(shí)現(xiàn)材料強(qiáng)度的初步提升，同時(shí)也能有效降低軋制過程中位錯(cuò)的增殖，減少材料內(nèi)部應(yīng)力集中，有助于保持材料的塑性，增強(qiáng)了其在低溫環(huán)境下的成形能力，降低了材料發(fā)生斷裂的可能性；然后還進(jìn)行中間時(shí)效處理，在保持變形孿晶的基礎(chǔ)上，有利于在合金基體中形成細(xì)小且均勻分布的析出相，能有效地阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而提升材料的強(qiáng)度，同時(shí)能夠減輕合金在析出過程中引起的回復(fù)軟化的影響；再進(jìn)行第二深冷軋制，利用中間時(shí)效處理的效果，促進(jìn)了更多細(xì)密變形孿晶的形成，進(jìn)一步提升了材料的強(qiáng)度，通過兩步深冷軋制實(shí)現(xiàn)中等變形量(70～80％)下合金晶粒的細(xì)化，進(jìn)而增強(qiáng)cu-ni-si合金板材的塑性，同時(shí)還促進(jìn)了合金中納米析出相的均勻分布，在保持cu-ni-si合金板材導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，顯著提升了cu-ni-si合金板材的強(qiáng)度；最后通過分級(jí)時(shí)效處理，在保持變形孿晶的基礎(chǔ)上，對(duì)合金中析出過程的進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，使析出相分布更加均勻，有效減輕位錯(cuò)對(duì)塑性的負(fù)面影響，同時(shí)減少析出相的聚集和晶粒的粗化現(xiàn)象，維持材料微觀組織的均勻性和穩(wěn)定性，提高材料在塑性變形過程中的均勻性，從而提高延伸率，進(jìn)一步提升了cu-ni-si合金板材的綜合力學(xué)性能。本發(fā)明提供的cu-ni-si合金板材的制備方法采用中等變形量(70～80％)的軋制即可實(shí)現(xiàn)在維持高強(qiáng)度、優(yōu)異導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，提升cu-ni-si合金板材的塑性，得到具有優(yōu)異綜合性能的cu-ni-si合金板材。

23、本發(fā)明提供的cu-ni-si合金板材的制備方法采用中等變形量(70～80％)的軋制即可實(shí)現(xiàn)在維持高強(qiáng)度、優(yōu)異導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，提升cu-ni-si合金板材的塑性，得到具有優(yōu)異綜合性能的cu-ni-si合金板材。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金由鑄態(tài)cu-ni-si合金經(jīng)固溶處理、熱軋制得到；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述熱軋制后的總變形量為所述鑄態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的70～80％；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一深冷軋制過程中每道次的變形量為熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的5～10％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述中間時(shí)效處理的溫度為400～500℃，優(yōu)選為425～475℃；和/或

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二深冷軋制包括第一階段和第二階段，所述第二階段每道次的變形量小于所述第一階段每道次的變形量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一階段每道次變形量為所述熱軋態(tài)cu-ni-si合金初始厚度的8～10％；和/或

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述分級(jí)時(shí)效處理包括一級(jí)時(shí)效處理和二級(jí)時(shí)效處理，所述二級(jí)時(shí)效處理的溫度大于所述一級(jí)時(shí)效處理的溫度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述一級(jí)時(shí)效處理的溫度為150～250℃；和/或

10.一種高強(qiáng)度高延展性cu-ni-si合金板材，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高延展性Cu?Ni?Si合金板材及其制備方法，屬于銅合金技術(shù)領(lǐng)域，該制備方法包括：將熱軋態(tài)Cu?Ni?Si合金進(jìn)行第一深冷軋制、中間時(shí)效處理和第二深冷軋制，得到深冷軋制板材；第一深冷軋制后的總變形量為熱軋態(tài)Cu?Ni?Si合金初始厚度的40～45％；第二深冷軋制后的總變形量為熱軋態(tài)Cu?Ni?Si合金初始厚度的70～80％；將深冷軋制板材進(jìn)行分級(jí)時(shí)效處理，得到高強(qiáng)度高延展性Cu?Ni?Si合金板材。本發(fā)明提供的Cu?Ni?Si合金板材的制備方法采用中等變形量(70～80％)的軋制即可實(shí)現(xiàn)在維持高強(qiáng)度、優(yōu)異導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上，提升Cu?Ni?Si合金板材的塑性。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉軍,劉世媛,徐子暉,施海龍,李雪健,胡小石,徐超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5