高強高導(dǎo)銅合金的成分與制備工藝優(yōu)化.pdf

1、隨著電子工業(yè)的發(fā)展,滿足超大規(guī)模集成電路引線框架材料的理想性能要求為:抗拉強度σb>600MPa,顯微硬度HV>180,導(dǎo)電率>80％IACS,軟化溫度>500℃,研究人員從形變強化、固溶強化、析出強化、細晶強化、復(fù)合強化等方面研制高強高導(dǎo)銅基材料。為獲得上述理想性能指標(biāo),建立一套我國自主的高強高導(dǎo)銅合金材料體系勢在必行。
　　 本文針對高強高導(dǎo)銅合金成分設(shè)計、熔煉工藝和熱處理制度對顯微組織結(jié)構(gòu)及性能關(guān)系等方面進行了系統(tǒng)研究,并

2、在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)合金成分和工藝的優(yōu)化,最終得到優(yōu)良綜合性能的合金。結(jié)果如下:
　　 (1)銅合金液凝固時采用更大的冷卻速度,可以降低合金的成分偏析,獲得更均勻的組織和性能。澆注前降低合金液的溫度后進行帶電澆注,澆注速度應(yīng)緩慢,在整個過程中采用先緩后稍快最后再減緩的速度進行澆注,可以得到質(zhì)地更均勻,更致密和縮孔較淺的銅合金鑄棒。
　　 (2)對合金的成分研究表明:添加稀土Y比加入稀土Nd可以得到更高的硬度,更穩(wěn)定的性能和更均

3、勻的組織,起到更好的添加效果；析出強化合金Cr元素的加入量應(yīng)適當(dāng),其添加量為0.8wt％時可以得到優(yōu)良的力學(xué)與電學(xué)綜合性能；Zr元素的加入,可以顯著改善合金的顯微組織,細化晶界,減少Cu-Cr共晶組織的產(chǎn)生,提高合金的顯微硬度并提高合金的熱穩(wěn)定性,其加入量在0.2wt％時可以獲得優(yōu)良的硬度與導(dǎo)電率匹配的綜合性能；綜上得到兩種較優(yōu)性能的合金成分配比,一種是不加入Zr合金元素,硬度略低,但導(dǎo)電率較高的Cu-0.8Cr-0.05Y(wt％)合

4、金成分,另一種是加入Zr元素,硬度值較高但導(dǎo)電率略低的Cu-0.8Cr-0.2Zr-0.05Y(wt％)合金成分。
　　 (3)合金經(jīng)過70％形變,形變量不足；當(dāng)形變量增加到90％時,晶粒明顯被拉長,能產(chǎn)生較多的空位及位錯等缺陷,為固溶原子提供更多的析出通道,利于后期時效的析出,其形變強化效果顯著。
　　 (4)研究合金熱處理中的固溶工藝、時效溫度和時效時間對試樣的組織及性能的影響后,得到較好的制備工藝:Cu-0.8Cr