含镍硅钴的铜合金及其应用
【专利摘要】本发明公开的含镍硅钴的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元素以及余量的铜，其中，主相元素包括硅、镍、钴，其单一组分在所述铜合金含量为0.5?5wt％；辅相元素为锌、铬、锡、钛、银、镁、铝、铁、硼、锰、钒、钙、金、铂、锆、碳中的至少一种，每种元素占铜合金含量为0.1?1wt％，总量不超过5％；添加剂为碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙、镍化硼、钼、二硫化钼中的至少一种，每种占总量的0.001?1％，总量不超过3％；杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，所述杂质元素总量在所述铜合金含量低于0.03wt％。本发明合金高温环境下性能稳定，机械强度好，整体导电性良好。
【专利说明】
含镍硅钴的铜合金及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种铜合金及其应用，特别是一种具有高强度、高导电、耐高温的含镍 硅钴的铜合金及其应用，以板带成型，主要应用于连接器、引线框架等工业领域。
【背景技术】
[0002] 铜合金是一种传统而又现代的高新技术领域的重要金属材料，对工业经济的发展 具有重要的作用，其很好的导电性能、优良的导热性能、良好的耐腐蚀性能以及耐磨损性能 和制造加工性能，被广泛的应用于许多领域，然而随着工业技术的飞速发展，传统的铜合金 已经很难满足高新领域的要求，尤其需要同时满足高强度、高导电、耐高软化等综合性能要 求。
[0003] 随着带材向轻、薄、短小化发展，在厚度减薄的同时，还需要保证在不损害导电 (热)性的前提下提高材料的强度，故对连接器、引线框架材料的升级也越来越迫切。
[0004] 现有的铜合金材料中，如C17460等含铍元素的高传导铍铜可以满足上述要求，但 铍有毒，因而限制了该类合金的使用；C19200及其改进型合金、C18070、C18080、C18150、 C18200可以达到65-85 % IACS的导电率，但其屈服强度很难超过600MPa，故研发一款高强 度、高导电、耐高温软化性能的铜合金应用于连接器、引线框架等越来越迫切需求。
[0005] 传统的镍硅钴铜合金被大量的应用于连接器、引线框架等制造行业，虽然具有高 的强度、导电率，但存在耐高温软化性能较低的现状，基于上述不足，开发一种具有优良高 温环境下综合性能的镍硅钴铜合金显得有尤其重要。
【发明内容】
[0006] 为解决上述问题，本发明公开的含镍硅钴的铜合金，在高温环境下性能稳定，机械 强度好，整体导电性良好。
[0007] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可 避免的杂质元素以及余量的铜，
[0008] 其中，主相元素包括硅、镍、钴，其单一组分在所述铜合金含量为0.5-5wt%;
[0009] 辅相元素为锌、络、锡、钛、银、镁、错、铁、硼、猛、银、妈、金、钼、错、碳中的至少一 种，每种元素占所述铜合金含量为〇. I-Iwt %，总量不超过5% ;
[0010] 添加剂为碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙、镍化硼、钼、二硫化钼中的至少一种， 其中每种占铜合金总质量的0.001-1%，添加剂总量不超过铜合金总质量的3% ;
[0011]杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，所述杂质元素总量在所述铜合金含量低 于0 · 03wt%。
[0012]镍、硅和钴：为本发明合金的主要添加成分。镍与铜为无限固溶元素，可与铜形成 无限固溶体，强化铜基体，提升铜合金的强度和硬度，在本合金中添加量控制在〇. 5_5wt % ; 硅在铜中有一定的固溶度，可强化铜合金基体，但对铜的电导性影响较大，可大幅降低铜合 金的导电率，。钴固溶于基体中，通过固溶强化的作用提高材料的强度。钴元素超过5wt%材 料的热加工性能恶化，低于0.5wt %，无法形成数量足够的析出相改善材料性能。娃元素超 过5%材料会产生热脆，且严重降低导电率，低于0.5wt%无法形成足够的析出相改善材料 性能。
[0013]锌、络、锡、钛、银、镁、错、铁的作用:其中锌、络、锡可以抑制晶界反应，阻碍合金时 效热处理时晶粒长大，细化晶粒，降低合金固溶处理后的硬度，改善后道冷加工性能。钛、 银、镁、铝、铁可以提高合金的强度和硬度的效果。
[0014]硼、锰、钒、钙、金、铂、锆、碳的作用：提高强度和延伸率，同时可以稳定析出强化相 的尺寸，抑制其在时效过程中进一步长大。金、铂可以提到导电率和细化晶粒。
[0015] 通过添加碳纤维、陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙，作为合金的在高温环境下的保护层 以及机械性能增加组织，达到了改善铜合金高温稳定性和耐受性的目的，实现了耐高温软 化。通过添加剂的特定的使用，克服了主相元素中镍钴硅等功能元素含量降低在晶格结构 和强度方面的不良影响。
[0016] 镍化硼、钼、二硫化钼在铜合金中呈现弥散分布，对提高耐高温软化温度具有重要 的作用，传统的镍硅钴合金的耐高温软化温度为500°C左右，但通过控制镍化硼、钼、二硫化 钼的分布状态以及粒径度，可使得其耐高温软化温度大大提高，通过验证测试，其耐高温软 件可以大大650°C以上。
[0017] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金的一种改进，添加剂中包括碳纤维和/或陶瓷纤 维时，其中的碳纤维和/或陶瓷纤维在铜合金中呈针状相貌存在，其长度为〇. l-l〇ym。
[0018] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金的一种改进，添加剂中包括氮化钛和/或碳酸钙 和/或镍化硼和/或钼和/或二硫化钼时，其中的氮化钛和/或碳酸钙和/或镍化硼和/或钼 和/或二硫化钼在铜合金中以颗粒形式存在，其粒径在0.1-5μηι。
[0019] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金的一种改进，铜合金的晶粒度为0.1μπι-20μπι。
[0020] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金的一种改进，铜合金的耐高温软化温度在650°C 以上。
[0021] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金的一种改进，铜合金的屈服强度为900MPa以上， 导电率为45%IACS以上。
[0022] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金应用于连接器、引线框架。
[0023]本发明的制备工艺包括如下步骤:原材料准备及配料、合金化处理精炼、浇注扁方 铸锭、扁方铸锭加热乳制、坯料铣面、粗乳、中乳、软化退火、中乳、固溶处理、精乳、时效处 理、成品洗、拉弯矫、分剪、成品包装入库：
[0024] 其中采用的合金化处理和覆盖剂保护精炼方法具体表述如下：熔炼铜合金，在 1150~1350 °C温度下铸造成合金扁方铸锭，在800-900 °C下加热铸锭，经60-95 %加工率热 乳开坯，在750-900 °C下固溶处理，并经20-80 %加工率的冷变形，在400-500 °C下时效热处 理，并处理成为成品。
[0025] 本发明公开的含镍硅钴的铜合金通过辅助元素、添加剂的添加，使得合金具有良 好的机械性能和导电性，特别是通过添加添加剂，大大增强了合金的耐高温软化性能。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0027] 实施例1
[0028] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌，杂质元素包括磷、硫、 氧、氢、氮，单一杂质元素含量不高于〇.〇〇3wt%;锌在铜合金含量为主相元素中硅、 镍、钴分别在铜合金含量为〇.5wt%、0.6wt%、1.2wt% ;添加剂长度为0. Ιμπι的碳纤维在铜 合金含量为0.13wt %。
[0029] 实施例2
[0030] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括络，杂质元素包括而不限 于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇25wt%;辅相元素铬在铜合金 含量为4wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为1.25wt%、0.7wt%、1.25wt% ;添 加剂长度为IOym的陶瓷纤维在铜合金含量为0.3wt%。
[0031] 实施例3
[0032] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锡，杂质元素包括而不限 于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇36wt%;辅相元素锡在铜合金 含量为5wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为1.05wt%、0.96wt%、0.9wt% ;添 加剂氮化钛在铜合金含量为〇. 2wt %。
[0033] 实施例4
[0034] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、钛在铜合金含量分 别为1.2wt%、0.8wt%、1.5wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在 铜合金含量不高于〇.〇〇41wt%;主相元素中硅、镍、钴分别在铜合金含量为1.35wt%、 0.9wt%、0.7wt% ;添加剂碳酸|丐在铜合金含量为0· lwt%。
[0035] 实施例5
[0036] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银在铜合金 含量分别为〇.6wt%、0.4wt%、0.25wt%、1.3wt%、0.5wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、 氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇46wt%;主相元素中硅、镍、钴分别在铜 合金含量为〇. 65wt %、0.54wt %、1.46wt % ;添加剂长度为5μπι的碳纤维、长度为0.8μπι的陶 瓷纤维在铜合金含量分别为0. lwt%、0.13wt%。
[0037] 实施例6
[0038] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁在铜 合金含量分别为〇 · 56wt%、0 · 74wt %、0 · 125wt %、1 · Iwt %、0 · 65wt %、0 · 15wt %，杂质元素 包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇32wt%;主相元素 中娃、镍、钴分别在铜合金含量为1.4wt%、0.7wt%、1.33wt% ;添加剂长度为4μηι的碳纤维、 碳酸1丐在铜合金含量分别为O.Olwt%、0· 16wt%wt%。
[0039] 实施例7
[0040] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错在 铜合金含量分别为〇· 12wt%、0.46wt%、0.54wt%、0· 105wt%、1.2wt%、0.60wt%、 O.llwt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，，单一杂质元素在铜合金含量不高于 0.0029wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为I. lwt%、0.88wt%、1. lwt% ;添加 剂长度为9μηι的碳纤维、氮化钛在铜合金含量分别为0.15wt%、0.13wt%。
[0041 ] 实施例8
[0042] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁在铜合金含量分别为〇 · 22wt %、0 · 37wt %、0 · 34wt %、0 · 115wt %、0 · 8wt%、0 · 50wt %、 0. 09wt%、0.25wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，，单一杂质元素在铜合金含 量不高于〇. 〇〇2wt % ;辅相元素总量;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为1.25wt %、 1. lwt%、0.9wt% ;添加剂长度为0.9μηι的陶瓷纤维、氮化钛在铜合金含量分别为0. lwt%、 0 · 18wt% 〇
[0043] 实施例9
[0044] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼在铜合金含量分别为 0.28wt%、0.47wt%、0.22wt%、0.25wt%、0.56wt%、0.61wt%、 0.39wt%、0.05wt%、1.5wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜 合金含量不高于〇.〇〇58wt% ;主相元素中硅、镍、钴分别在铜合金含量为0.7wt%、 1.25wt %、0.6wt % ;添加剂长度为3μπι的陶瓷纤维、碳酸钙在铜合金含量分别为0.05wt %、 0.05wt% 〇
[0045] 实施例10
[0046] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛在铜合金含量分别为0 · 24wt %、0 · 36wt %、0 · 29wt %、0 · 37wt %、0 · 60wt %、 0.41wt%、0.33wt%、0.23wt%、0.35wt%、0.35wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、 氮，，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇55wt% ;辅相元素总量;主相元素中硅、镍、钴 分别在铜合金含量为〇.9wt%、1.13wt%、0.55wt% ;添加剂氮化钛、碳酸妈在铜合金含量分 别为 0.01wt%、0.23wt%。
[0047] 实施例11
[0048] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、1凡在铜合金含量分别为〇.37wt%、0· 16wt%、0· 19wt%、0.67wt%、0.50wt%、 0 · 21wt%、0 · 40wt%、0 · 13wt %、0 · 27wt%、0 · 34wt%、0 · 27wt %，杂质元素包括而不限于磷、 硫、氧、氢、氮，，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇52wt%;辅相元素总量;主相元素中 硅、镍、钴分别在铜合金含量为0.8的％、0.6的％、1.21的％;添加剂长度为0.13以111的碳纤 维、长度为8μηι的陶瓷纤维、氮化钛在铜合金含量分别为0. lwt%、0.03wt%、0.13wt%。
[0049] 实施例12
[0050] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、1凡、1丐在铜合金含量分别为CL 29wt%、0 · 37wt%、0· 21wt%、0· 16wt%、0.65wt%、 0 · 43wt%、0 · 30wt %、0 · 34wt%、0 · 13wt%、0 · 27wt %、0 · 19wt%、0 · 27wt %，杂质元素包括而 不限于磷、硫、氧、氢、氮，，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇48wt%;主相元素中硅、 镍、钴分别在铜合金含量为1.3wt%、0.5wt%、1.3wt% ;添加剂长度为5μηι的碳纤维、长度为 9μηι的陶瓷纤维、碳酸|丐在铜合金含量分别为0.04wt%、0.08wt%、0.12wt%。
[0051 ] 实施例13
[0052] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、1凡、1丐、金在铜合金含量分别为0.29wt %、0.65wt%、0.37wt%、0.21wt%、 0 · 48wt %、0 · 16wt %、0.30wt%、0.27wt%、0.34wt %、0 · 13wt %、0 · 14wt %、0 · 27wt %、 0.33wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于 0.0044wt% ;辅相元素总量;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为I .Owt%、1.3wt%、 1 .4wt% ;添加剂长度为4μηι的碳纤维、氮化钛、碳酸|丐在铜合金含量分别为0.15wt%、 0.07wt %、0.04wt %。
[0053] 实施例14
[0054] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、1凡、1丐、金、钼在铜合金含量分别为〇.4wt%、0.29wt%、0.37wt%、0.64wt%、 0.27wt%、0.21wt%、0· 48wt %、0 · 18wt %、0 · 30wt %、0.34wt%、0.17wt%、0.33wt%、 0.14wt%、0.22wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量 不高于〇.〇〇42wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为0.9wt%、0.5wt%、0.8wt% ; 添加剂长度为8以111的陶瓷纤维、氮化钛、碳酸|15在铜合金含量分别为0.01￥1:%、0.23￥1:%、 0.03wt%。
[0055] 实施例15
[0056] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、1凡、1丐、金、钼、错在铜合金含量分别为0 · 29wt%、0 · 36wt%、0 · 32wt%、0.4wt%、 0 · 64wt %、0 · 48wt %、0.25wt%、0.21wt%、0.18wt %、0.30wt%、0.17wt%、0.33wt%、 0.14wt%、0.22wt%、0.103wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在 铜合金含量不高于〇.〇〇6wt% ;辅相元素总量;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为 0 · 5wt %、0 · 6wt %、0 · 5wt % ;添加剂长度为4 · 7μηι的碳纤维、长度为2 · 3μηι的陶瓷纤维、氮化 钛、碳酸妈在铜合金含量分别为〇. llwt%、0.03wt%、0.05wt%、0. llwt%。
[0057] 实施例16
[0058] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、钥|、1丐、金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.17wt%、0.29wt%、0.36wt%、 O . 48wt % > O . 32wt % > O . 4wt %>0.6wt%>0.21wt%>0.21wt%>0.18wt % > O . 30wt % > 0.33wt%、0.14wt%、0.22wt%、0.103wt%、0. lwt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、 氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于0.005wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量 为0.7wt%、0.8wt%、1.4wt% ;添加剂长度为3.3μηι的碳纤维、碳酸|丐在铜合金含量分别为 0.08wt % > 0.03wt % 〇
[0059] 实施例17
[0060] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括硼，杂质元素包括而不限 于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于0.004wt %;硼在铜合金含量为 3 · 9wt % ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为1 · 5wt %、0 · 9wt %、0 · 5wt % ;添加剂长 度为9.2μηι的碳纤维、长度为8，8μηι的陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙在铜合金含量分别为 0.08wt% >0.03wt% >0.05wt% >0.1Owt% 〇
[0061] 实施例18
[0062] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、1凡、1丐、金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.17wt%、0.29wt%、0.36wt%、0.48wt%、 0.32wt%N〇.4wt%N〇.64wt%N〇.25wt%N〇.21wt%N〇.18wt%N〇.30wt%N〇.33wt%N 0.14wt%、0.22wt%、0.103wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在 铜合金含量不高于〇.〇〇4wt % ;主相元素中硅、镍、钴分别在铜合金含量为3. Iwt %、 1.4wt %、0.8wt % ;添加剂粒径为2.15μπι的镍化硼、粒径为3.35μπι的钼、粒径为4.95μπι的二 硫化钼、碳酸妈在铜合金含量分别为〇.28wt%、0.036wt%、0· 107wt%。
[0063] 实施例19
[0064] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 硼、猛、1凡、1丐、金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.17wt%、0.29wt%、0.36wt%、0.48wt%、 0.4wt %N〇.64wt%N〇.25wt%N〇.21wt%N〇.18wt%N〇.30wt%N〇.33wt%N〇.14wt%N 0.22wt%、0.103wt%、0.12wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在 铜合金含量不高于〇.〇〇4wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为I .2wt%、 4 · 9wt %、0 · 5wt % ;添加剂粒径为0 · 55μπι的镍化硼、粒径为0 · 35μπι的钼、粒径为0 · 15μπι的二 硫化钼在铜合金含量分别为0 · 58wt %、0 · 93wt %、0 · 005wt %。
[0065] 实施例20
[0066] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、银、镁、错、铁、硼、猛、 ?凡、错、碳在铜合金含量分别为 0.17wt%、0.29wt%、0.36wt %、0 · 48wt %、0 · 32wt %、 0.21wt%、0· 18wt%、0.30wt%、0.33wt%、0· 14wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、 氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于0.004wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量 为0.5wt%、3.9wt%、2. lwt% ;添加剂长度为ΙΟμπι的碳纤维、长度为0. Ιμπι的陶瓷纤维、氮化 钛、碳酸1丐、粒径为〇 · 35μηι的镍化硼、粒径为1 · 05μηι的钼、粒径为3 · 95μηι的二硫化钼在铜合 金含量分别为〇.28wt%、0.43wt%、0.005wt%、0· 109wt%、0.93wt%、0.995wt%、 0.107wt%。
[0067] 实施例21
[0068] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、1丐、金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.29wt %、0.36wt %、0.48wt%、0.32wt %、 0 · 64wt %、0 · 25wt %、0.21wt%、0.18wt %、0 · 30wt %、0 · 33wt %、0 · 14wt %、0 · 22wt %、 0.103wt%、0.22wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含 量不高于〇.〇〇4wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为1.2wt%、0.5wt%、 4.8wt% ;添加剂长度为0. Ιμπι的碳纤维、长度为0. Ιμπι的陶瓷纤维、粒径为0.55μηι的镍化硼、 粒径为4.5μηι的钼、粒径为2.5μηι的二硫化钼、碳酸|丐在铜合金含量分别为0.98wt%、 0.03wt %、0.008wt %、0.12wt %、0.22wt %、0.17wt %。
[0069] 实施例22
[0070] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、锡、钛、银、镁、错、铁、 猛、1凡、1丐、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.17wt%、0.29wt%、0.36wt %、0.48wt %、 0.25wt%、0.21wt%、0.18wt%、0.30wt%、0.33wt%、0.14wt%、0.22wt%、0.103wt%、 0.18wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于 0.004wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为3.8wt%、2.3wt%、0.5wt% ;添加剂 长度为〇. 6μηι的碳纤维、粒径为Ιμπι的镍化硼、粒径为0.15μηι的钼、粒径为3.5μηι的二硫化钼、 碳酸|丐在铜合金含量分别为0.48wt%、0.22wt%、0.35wt%、0· 17wt%、0.001wt%。
[0071] 实施例23
[0072] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括络、镁、错、铁、硼、猛、隹凡、 金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0· 17wt%、0.36wt%、0.48wt%、0.4wt%、0.25wt%、 0 · 21wt %、0 · 18wt %、0 · 33wt %、0 · 14wt %、0 · 22wt %、0 · 103wt %，杂质元素包括而不限于 磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于0.004wt%;主相元素中硅、镍、钴分别 在铜合金含量为2 · 7wt %、3 · 8wt %、3 · 6wt % ;添加剂长度为8 · 2μπι的碳纤维、长度为9μπι的陶 瓷纤维、氮化钛、碳酸钙、粒径为〇.15μπι的镍化硼、粒径为0.95μπι的二硫化钼在铜合金含量 分别为〇 · 5wt %、0 · 5wt %、0 · 35wt %、0 · 65wt %、0 · 2wt %、0 · 8wt %。
[0073] 实施例24
[0074] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、钛、银、镁、错、铁、 猛、1凡、1丐、金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.17wt %、0.29wt %、0.36wt%、0.48wt %、 0.32wt%N〇.4wt%N〇.64wt%N〇.25wt%N〇.21wt%N〇.18wt%N〇.30wt%N〇.33wt%N 0.14wt%、0.22wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量 不高于〇.〇〇4wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为3.9wt%、4. lwt%、3.7wt% ; 添加剂长度为〇.5μπι的碳纤维、长度为0.6μπι的陶瓷纤维、氮化钛、碳酸钙、粒径为4.5μπι的镍 化硼、粒径为〇·95μπι的钼在铜合金含量分别为0· 18wt%、0.23wt%、0.05wt%、0· 17wt%、 0 · 53wt %、0 · 05wt % 〇
[0075] 实施例25
[0076] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括络、钛、银、镁、铁、硼、猛、 ?凡、妈、金、钼、错在铜合金含量分别为0.36wt%、0.48wt%、0.32wt%、0.4wt%、0.64wt%、 0 · 25wt %、0 · 21wt %、0 · 30wt%、0 · 33wt %、0 · 14wt %、0 · 22wt %、0 · 103wt %，杂质元素包括 而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇4wt%;主相元素中硅、 镍、钴分别在铜合金含量为3.7wt%、2.9wt%、2.2wt% ;添加剂粒径为5μηι的镍化硼、粒径为 2 · 8μπι的钼在铜合金含量分别为0 · 98wt%、0 · 83wt%。
[0077] 实施例26
[0078] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、镁、错、猛、 ?凡、金、钼、错在铜合金含量分别为CL 17wt %、0 · 29wt %、0 · 36wt%、0 · 48wt %、0 · 64wt %、 0.25wt%、0.21wt%、0· 18wt%、0.30wt%、0.33wt%、0· 14wt%，杂质元素包括而不限于磷、 硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇4wt%;主相元素中硅、镍、钴分别在 铜合金含量为〇. 5wt %、0.5wt%、0.5wt% ;添加剂粒径为3μηι的镍化硼、粒径为4μηι的二硫化 钼在铜合金含量分别为0 · 5wt %、0 · 7wt %。
[0079] 实施例27
[0080] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 硼、猛、1凡、钼、碳在铜合金含量分别为0 · 17wt%、0 · 29wt%、0 · 36wt%、0.48wt%、0.4wt%、 0 · 64wt %、0 · 21wt %、0 · 18wt%、0 · 33wt %、0 · 14wt %、0 · 22wt %、0 · 103wt %、杂质元素包括 而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含量不高于〇.〇〇4wt%;主相元素中硅、 镍、钴分别在铜合金含量为2.5wt%、1.9wt%、4.5wt% ;添加剂粒径为Ιμπι的镍化硼在铜合 金含量分别为Iwt %。
[0081 ] 实施例28
[0082] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括络、钛、银、铁、银、f丐、金、 钼、错在铜合金含量分别为CL 17wt%、0.36wt%、0.32wt%、0.64wt%、0.21wt%、0.30wt%、 0.14wt%、0.22wt%、0.103wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在 铜合金含量不高于〇.〇〇4wt% ;主相元素中硅、镍、钴分别在铜合金含量为3.5wt%、 4.9wt%、1.5wt% ;添加剂粒径为0.15μηι的镍化硼、粒径为0.8μηι的二硫化钼在铜合金含量 分别为Iwt %、Iwt %。
[0083] 实施例29
[0084] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、猛、1凡、金、钼、错、碳在铜合金含量分别为0.17wt %、0.29wt %、0.36wt%、0.48wt %、 0.32wt%N〇.4wt%N〇.25wt%N〇.21wt%N〇.18wt%N〇.30wt%N〇.33wt%N〇.14wt%N 0.22wt%、0.103wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含 量不高于〇.〇〇4wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为4.5wt%、3.9wt%、 2.5wt% ;添加剂长度为0.9μηι的陶瓷纤维、氮化钛、粒径为5μηι的镍化硼、粒径为5μηι的二硫 化钼、碳酸1丐在铜合金含量分别为0.08wt%、1.03wt%、0.75wt%、0.10wt%。
[0085] 实施例30
[0086] 本实施例的铜合金，铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可避免的杂质元 素以及余量的铜，其中主相元素包括铜、娃、镍、钴，辅相元素包括锌、络、锡、钛、银、镁、错、 铁、硼、猛、1凡、1丐、金、钼在铜合金含量分别为0.17wt %、0.29wt %、0.36wt%、0.48wt %、 0.32wt%N〇.4wt%N〇.64wt%N〇.25wt%N〇.18wt%N〇.30wt%N〇.33wt%N〇.14wt%N 0.22wt%、0.103wt%，杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、氮，单一杂质元素在铜合金含 量不高于〇.〇〇4wt% ;主相元素中娃、镍、钴分别在铜合金含量为5wt%、5wt%、5wt% ;添加 剂长度为〇. 18μηι的碳纤维、粒径为0. Ιμπι的镍化硼、粒径为0. Ιμπι的钼、粒径为0. Ιμπι的二硫 化钼在铜合金含量分别为〇 · OOlwt%、0 · OOlwt%、0 · OOlwt%、0 · OOlwt%。
[0087]表1实施例1-30试样机械导电性能
[0090] 表1测试值均为相应试样随机抽取100件，重复测试区平均值，试样规格均为3mm* 1*10的板材。
[0091] 上表中可以看出，与相应技术相比较，除了在导电和高温机械性能上的提升外，材 料性能的尚温稳定性也有$父大的提尚。
[0092] 鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列 举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近，故而此处不对各个实 施例的验证内容进行逐一说明，仅以以上实施例1-30作为代表说明本发明申请优异之处。 [0093]包括而不限于以下实施例在内的内容，为包括而不限于上述实施例1-30所列举的 技术方案的进一步优化(经过测定，优化后测试温度200摄氏度时高温机械性能相较于上表 1对应所示均得到10-40%左右的提升，而导电性性能相对稳定地提升10%左右），而非对本 发明保护范围的限定。
[0094] 与上述实施例相区别的是，铜合金的晶粒度为0.1μπι(铜合金的晶粒度还可以为如 下任一：0·2、0·3、0·4、0·5、0·6、0·7、0·8、0·9、1·0、1·1、1·2、1·3、1·4、1·5、1·6、1·7、1·8、 1·9、2、2·1、2·2、2·3、2·4、2·5、2·6、2·7、2·8、2·9、3、3·1、3·2、3·3、3·4、3·5、3·6、3·7、3·8、 3·9、4、4·1、4·2、4·3、4·4、4·5、4·6、4·7、4·8、4·9、5、5·1、5·2、5·3、5·4、5·5、5·6、5·7、5·8、 5·9、6、6·1、6·2、6·3、6·4、6·5、6·6、6·7、6·8、6·9、7、7·1、7·2、7·3、7·4、7·5、7·6、7·7、7·8、 7·9、8、8·1、8·2、8·3、8·4、8·5、8·6、8·7、8·8、8·9、9、9·1、9·2、9·3、9·4、9·5、9·6、9·7、9·8、 9·9、10、10·1、10·2、10·3、10·4、10·5、10·6、10·7、10·8、10·9、11、11·1、11·2、11·3、11·4、 11·5、11·6、11·7、11·8、11·9、12、12·1、12·2、12·3、12·4、12·5、12·6、12·7、12·8、12·9、13、 13.1、13·2、13·3、13·4、13·5、13·6、13·7、13·8、13·9、14、14· 1、14·2、14·3、14·4、14·5、 14·6、14·7、14·8、14·9、15、15·1、15·2、15·3、15·4、15·5、15·6、15·7、15·8、15·9、16、16·1、 16·2、16·3、16·4、16·5、16·6、16·7、16·8、16·9、17、17·1、17·2、17·3、17·4、17·5、17·6、 17·7、17·8、17·9、18、18·1、18·2、18·3、18·4、18·5、18·6、18·7、18·8、18·9、19、19·1、19·2、 19.3、19.4、19.5、19.6、19.7、19.8、19.9、20以及0.1以111-2(^111范围内的其它任意值）。
[0095] 包括而不限于上述实施例的本发明方案中，铜合金可以采用包括而不限于以下所 列方案在内的制备方法获得：
[0096]上述铜合金的制备方法，包括如下步骤：原材料准备及配料、合金化处理精炼、浇 注扁方铸锭、扁方铸锭加热乳制、坯料铣面、粗乳、中乳、软化退火、中乳、固溶处理、精乳、时 效处理、成品洗、拉弯矫、分剪、成品包装入库：
[0097]其中采用的合金化处理和覆盖剂保护精炼方法具体表述如下：熔炼铜合金，在 1150°C温度下铸造成合金扁方铸锭(铸造的温度还可以为如下任一 ：1155°C、1160°C、1165 °C、1170°C、1175°C、1180°C、1185°C、1190°C、1195°C、1200°C、1205°C、1210°C、1215°C、1220 °C、1225°C、1230°C、1235°C、1240°C、1245°C、1250°C、1255°C、1260°C、1265°C、1270°C、1275 °C、1280 °C、1285 °C、1290 °C、1295 °C、1300 °C、1305 °C、1310 °C、1315 °C、1320 °C、1325 °C、1330 °(：、1335°(：、1340°(：、1345°(：、1350°(：以及1150~1350°(：范围内的其它任意值），在800°(：下加 热铸锭(热铸处理的温度还可以为如下任一 :805°C、810°C、815°C、820°C、825°C、830°C、835 °C、840°C、845°C、850°C、855°C、860°C、865°C、870°C、875°C、880°C、885°C、890°C、895°C、 900°C以及800~900°C范围内的其它任意值），经60%加工率(加工率还可以为:65 %、70 %、 75%、80%、85%、90%、95%以及60-95%范围内的其它任意值)热乳开坯，在750°(：下固溶 处理（固溶处理的温度还可以为如下任一 ：755°C、760°C、765°C、770°C、775°C、780°C、785 °C、790°C、795°C、800°C、805°C、810°C、815°C、820°C、825°C、830°C、835°C、840°C、845°C、 850。(：、855。(：、860。(：、865。(：、870。(：、875。(：、880。(：、885。(：、890。(：、895。(：、900。(：以及750 ~900 。(:范围内的其它任意值），并经20%加工率(加工率还可以为:25 %、30 %、35 %、40 %、45 %、 50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%以及20-80%范围内的其它任意值）的冷变形，在 400°(：下时效热处理(时效处理的温度还可以为如下任一:405°(：、410°(：、415°(：、420°(：、425 °C、430 °C、435 °C、440 °C、445 °C、450 °C、455 °C、460 °C、465 °C、470 °C、475 °C、480 °C、485 °C、 490°C、495°C、500°C以及400~500°C范围内的其它任意值）。
[0098] 本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术 方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求 保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个 参数仅仅表示其技术方案的一个实例（即一种可行性方案），而各个参数之间并不存在严格 的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明 的除外。
[0099] 本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括 由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的【具体实施方式】，应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干 改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 含镍硅钴的铜合金，其特征在于，所述铜合金包括主相元素、辅相元素、添加剂、不可 避免的杂质元素以及余量的铜，其中，主相元素包括娃、镍、钴，其单一组分在所述铜合金含 量为0.5-5wt%;辅相元素为锌、络、锡、钛、银、镁、错、铁、硼、猛、银、妈、金、钼、错、碳中的至 少一种，每种元素占所述铜合金含量为Ο.Ι-lwt%，总量不超过5%;添加剂为碳纤维、陶瓷 纤维、氮化钛、碳酸钙、镍化硼、钼、二硫化钼中的至少一种，其中每种占铜合金总质量的 0.001-1%，添加剂总量不超过铜合金总质量的3%;杂质元素包括而不限于磷、硫、氧、氢、 氮，所述杂质元素总量在所述铜合金含量低于〇. 〇3wt %。2. 根据权利要求1所述的含镍硅钴的铜合金，其特征在于，所述添加剂中包括碳纤维 和/或陶瓷纤维时，其中的碳纤维和/或陶瓷纤维在铜合金中呈针状相貌存在，其长度为 0.l-10um〇3. 根据权利要求1所述的含镍硅钴的铜合金，其特征在于，所述添加剂中包括氮化钛 和/或碳酸钙和/或镍化硼和/或钼和/或二硫化钼时，其中的氮化钛和/或碳酸钙和/或镍化 硼和/或钼和/或二硫化钼在铜合金中以颗粒形式存在，其粒径在〇. 1-5M1。4. 根据权利要求1所述的含镍硅钴的铜合金，其特征在于，所述铜合金的晶粒度为O.ly m-20um〇5. 根据权利要求1至4项任意一项权利要求所述的含镍硅钴的铜合金，其特征在于，所 述铜合金的耐高温软化温度在650°C以上。6. 根据权利要求1至4项任意一项权利要求所述的含镍硅钴的铜合金，其特征在于，所 述铜合金的屈服强度为900MPa以上，导电率为45%IACS以上。7. 根据权利要求1至4项任意一项权利要求所述的含镍硅钴的铜合金应用于连接器、弓丨 线框架。
【文档编号】C22C9/10GK106086518SQ201610534236
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】胡仁昌, 陈克留, 周银银, 钟磊, 刘隆兵, 朱梦文
【申请人】宁波博威合金板带有限公司