[发明专利]高导电铜合金板材及其制造方法

说明书

本发明提供一种铜合金板带材，其含有0.2‑0.5wt％的Co，0.1‑0.3wt％的Ni，0.1‑0.3wt％的Fe，0.10‑0.25wt％的P，进一步含有选自Sn，Cr，Mg，Zr和Ti中的一种或多种，而且其总量为0.2wt％以下，其余为Cu及不可避不纯物组成，该铜合金板材具有满足下面式(1)和(2)的成分范围和比例关系0.4wt％≤{Co}+{Ni}+{Fe}≤0.7wt％……(1)2.8≤({Co}+{Ni}+{Fe})/{P}≤3.5……(2)，其中{Co}，{Ni}，{Ni}，{Fe}和{P}分别表示铜合金板材中Co，Ni，Fe和P的wt％。该铜合金板带材具有硬度HV180以上，导电率70％IACS以上，良好的导热性，耐热性和弯曲加工性。

技术领域

本发明涉及作为各种联接器，集成电路引线框架，散热器，继电器，开关等电器和电子部件中，对材料导电性和传热性要求高的铜合金板材及其制造方法。该铜合金板带从具有具有优异的导电性和传热性的同时，具有良好的强度，耐热性和弯曲加工性。

背景技术

各种电器和电子部件的基础铜材料在使用中，为了抑制通电时产生的热量，要求材料具有良好的导电性和传热性(散热性)，同时，为了保证电流流通，需要部件间有足够的接触压力，因此要求铜合金材料具有足够高的强度。并且，为了防止电器和电子部件在使用中的发热导致材料变软(强度低下)，材料要有良好的耐热性。另外，电子部件一般是通过弯曲而成形的，因此要求材料具有良好的弯曲加工性。

特别是近年来，随着电器和电子部件的高速传输(大电流)化和小型化，要求所使用的铜合金板材的导电率越来越高(比如，快速充电的普及，电动汽车的应用等)；厚度越来越薄而要求材料具有更高的强度。同时，大电流化带来的温升，容易导致铜合金材料变软，要求材料具有良好的热传导性(散热性)的耐热性；另外，随着电器和电子部件具有更灵活的机能，其形状变得越来越复杂，对素材弯曲加工性的要求也越来越高。

目前广泛使用的高导电(导电率在70％IACS以上)铜合金板材是，C19200(Cu-0.1％Fe)，C14415(Cu-0.12％Sn)，C19400(Cu-2.3％Fe)等，C19200和C14415的导电率虽然有90％IACS，但强度不高(硬度只有HV120-140左右)；C19400为了提高强度添加了2.3％Fe，硬度也只有HV140-150左右，而导电率降为60-65％IACS左右。

公认的比较优秀的最导电铜合金是Cu-Cr-Zr系合金，比如C18140，C18150，C18400，C18080等，特性基本相同，导电率在80％IACS左右，硬度在HV150-170左右。而且，由于Zr极易氧化导致各种缺陷，一般需要真空溶解铸造，或者在非真空铸造时由于Zr的氧化损失造成特性不均匀等问题，导致了它的制造成本高而生产效率低，影响了它的生产和应用。

为了防止大电流化使用环境下温升，特别是引线框架和散热基板等需要焊接，以及加工成电器和电子部件后需要去应力退火等，铜合金材料变软的问题，要求材料具有良好的耐热性。具体地，比如常用的含铅焊锡融点在250℃左右，常用的铜板材C19200和C14415的耐热温度在300℃，能满足这个要求。随着环境政策的强化，无铅焊锡得到使用和普及，无铅焊锡融点可高达350℃，常用的铜板材C19200和C14415有时不能满足这样使用环境的要求。

鉴于市场的实际需求和现有铜合金不能满足，具有硬度HV180以上、导电率70％IACS，良好的耐热性和弯曲加工性的现状，对此进行针对开发和完成了本发明。

发明内容

本发明者基于详细的调查研究发现，在Cu基体中添加适量的，可以与P形成析出物的同族金属元素Co，Ni，Fe，并通过成分优化和合理的制造工艺条件，最终能得到导电性，传热性，强度，耐热性和弯曲加工性等综合特性优异的铜合金板材。本发明是基于这些发现而完成的。