[发明专利]具有中等电导率和高强度的多用铜合金及其生产方法

说明书

本发明是关于铜基合金，该铜基合金在电子工业中有特殊的用途，如作为引线架或连接器材料。电子工业对具有较好成形性、导电性和导热性的更高强度的引线架合金的需要日益增加，同样，如果这些合金能够提供较好的抗应力松弛性能，那么连接器的应用也将得益于这些合金。本发明的合金具有综合的高强度性能和中到高的传导性能，与市售合金比较这些性能都有所提高。

各种铜合金在电子工业中应用的比较在题为“High    Strength，High    Conductivity    Copper    Alloys    For    IC    Lead    Freme”，Published    by    Sumitomo    Metal    Mining    Copper    and    Bress    Sales    Co，Ltd的小册子中作了叙述。与许多市售合金相比较，本发明的合金提供了一种显著提高的强度和传导性的结合体。

在上述提到的应用中，最理想的是提供一种抗拉强度约为100ksi或更高同时又保持电导率约为40%IACS或更高的铜合金用作引线架材料。在上述小册子叙述的材料中，只有42合金能达到这一强度指标，但是这种合金的传导率非常低。具有中等传导率合金中的C19500合金最接近这种理想性能，但是它不能满足这个强度指标。

如合金C17400等一些铍铜合金在降低弯曲性能和提高成本的代价下，能提供良好的传导性能和强度。

对于连接器的应用，除强度和传导性能外，抗应力松弛也是一项重要的性能。与一种典型的工业合金，如磷青铜合金C51000相比，本发明中的合金可提供弯曲、传导和抗应力松弛均有改进的综合性能。

本发明的这些合金是沉淀硬化镍-硅-青铜合金，在这类合金中加入镁，以使综合性能有独特的改进。利用加入镍和硅保证沉淀硬化特征的一些专利和参考文献中，已对许多合金和/或生产方法作了叙述。例如在U.S.Patent    Nos.1，658，186to    Corson，1，778，668    to    Fuller和2，185，958to    strangetal.中所述的。向镍-硅-青铜中加入各种其他元素已叙述于U.S.Patent    Nos.2，137，282    to    Hensel    et    al.3，027，508    to    Klement    et    al.4，191，601    to    Edens    et    al.4，260，435    to    Edens    et    al.4，466，939    to    Kim    et    al。和Japanese    Laid-Open    Patent    Application    No.213，847/83    to    Miyafuji    et    al.openn    Precision    Products公司生产出一种商标为DICKALLOY的镍-硅-青铜合金。如在它们的产品说明书中所述的那样，该合金包括添加铝和铬的铜-镍-硅合金。

本发明的受让人也是关于铜基合金加镁用来改进应力松弛性能的一些专利的持有者。这些专利包括U.S.Patent    Nos.4，233，068和4，233，069    to-smith    et    al.这两个专利是关于铜锌合金的，以及U.S.Patent    No.4，434，016to    Salch    et    al。该专利是关于铜-镍-铝合金·U.S.Patent    Application    Serial    №.645，957    to    Knorr    et    al.中公开了含有铁、镁、磷和选择性含锡的铜基合金，把这类合金用作引线架或连接器。

加镁的镍-硅-青铜合金公开于U.S.Patent    Nos.2，851，353    to    Roach    et    al.和4，366，117    to    suji中。这些专利所设计的合金在一个或更多方面是在本发明合金的范围之外。

U.S.Patent    No.2，157，934    to    Hensel    and    Larsen叙述了一种可时效硬化的铜基合金，其中包括0.1-3%的镁，0.1-5%的镍，钴或铁中的一种元素、0.1-3%硅，余量为铜。这种合金的处理方法是加热到700℃以上的温度，接着进行淬火，然后在700℃以下进行时效。如果需要的话，在淬火和时效之间可以对材料进行冷加工以提高其硬度。