[发明专利]具有高耐热和散热性能的铜合金带材

说明书

本发明公开了一种具有高耐热和散热性能的铜合金带材及其制备方法，所述铜合金带材可适用于广泛地用于包括车辆的工业中的用于屏蔽罐以解决移动装置的发热的材料、用于车辆和半导体引线框架的材料以及用于电气和电子部件(诸如连接器、继电器、开关)的材料等。

技术领域

本发明涉及一种具有高耐热和散热性能的铜合金带材及其制备方法，所述铜合金带材可适用于广泛地用于包括车辆的工业中的用于屏蔽罐以解决移动装置的发热的材料、用于车辆和半导体引线框架的材料以及用于电气和电子部件(诸如连接器、继电器、开关)的材料等。

背景技术

随着移动产品向高性能和小型化发展，需要有效处理从产品内部产生的热量的材料，即，除了具有高强度之外还具有优异的散热性能的材料。当散热材料用作壳体或罐型部件而不是传统使用的诸如散热片的薄板型部件时，热量在结构上累积在其中，因此需要更好的散热性能。其原因在于，壳体或罐型部件应保护其中提供的主要部件免受外部冲击(强度)，并使从壳体或罐型部件内部产生的热量有效地散出，由此保护主要部件免受内部热量(散热)的影响。

近来，随着电动车辆迅速增加并且内燃机车辆中的电子设备加速，需要开发用于应对高压和高电流的车辆的电气和电子部件，并且所使用的材料不仅需要高电导率，而且还需要对关于高压和高电流以及由于极端环境(诸如车辆发动机舱)而产生的热量的耐热的耐久性。因此，在用于车辆的电气和电子部件的铜合金材料中，根据技术发展应逐渐提高热导率的参考值。

因此，用于电气和电子部件的铜合金材料要求拉伸强度为350MPa或更高，热导率为200W/m·K或更高，并且这些参考值根据部件的技术发展和小型化而趋于逐渐提高。

另外，如果用于电气和电子部件的铜合金材料应用于诸如壳体、罐、连接器、继电器等的加工产品，则用于电气和电子部件的铜合金材料除了机械强度之外，还需要稳定的电源以及热和电信号的传递，并且为了防止由于加工而导致的裂纹，需要优异的可弯曲性。

即，用于电气和电子部件的铜合金材料需要中等水平或更高的强度、高的散热性和电导率、优异的耐热性和优异的可弯曲性。在传统的现有铜合金中，作为接近于满足这些特性的代表性铜合金，存在：(1)具有优异的强度和耐热性的科森基合金；以及(2)在强度与电导率之间具有优异的平衡性的铜-铬(Cu-Cr)基合金的合金。

公开了向科森基(Cu-Ni-Si)合金组分中添加钴的第10-2011-0088595号韩国专利申请(相关文件1)描述了一种制造作为具有优异的强度、电导率和抗疲劳性的铜合金的用于电子材料的铜合金的方法，所述铜合金包括1.0-2.5质量％的Ni、0.5-2.5质量％的Co、0.3-1.2质量％的Si以及余量的Cu和不可避免的杂质，颗粒尺寸为5nm至50nm的颗粒的数密度为1×10¹²～1×10¹⁴/mm³，从母相析出的第二相颗粒之中，颗粒尺寸为5nm或更大且小于20nm的颗粒的数密度与颗粒尺寸为20nm至50nm的颗粒的数密度之比为3-6，并且所述方法包括在热轧后通过将材料加热到950℃至1050℃的温度来执行固溶处理。根据前述专利文件，铜合金可以确保大约850MPa的屈服强度和大约45％IACS的电导率，但是镍和钴的总含量为3.0质量％，因此，为了表现出添加镍、钴和硅的效果，除了热轧之外，还需要在950℃-1050℃的温度下进行固溶处理。另外执行这样的固溶处理，从而使制造工艺复杂化并导致制造成本增加。此外，根据该专利文件的科森基铜合金具有45％IACS的电导率，因此未达到最近所需的电导率水平，即，75％IACS或更高的电导率。