[发明专利]一种高导电高弹性钯基合金、热处理工艺及用途

说明书

本发明公开了一种高导电高弹性钯基合金、热处理工艺及用途，该钯基合金包括质量百分比为40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素，改性元素为La、Ce、Gd、Y、Ga、Zr和B中的一种或两种。其热处理工艺，包括配料、熔炼、浇铸、轧制、退火、拉拔和中间退火步骤，完成中间退火步骤后，还需对制得合金丝材进行时效固溶强化处理。该钯基合金电导率在15～25％IACS之间，弹性模量在115～125GPa之间，硬度Hv_0.1在360～460之间，电阻温度系数在2.0～4.0×10^‑4K^‑1之间，屈服强度在1075～1125MPa之间，延伸率在2～10％之间。可用于微电机电刷丝、电位器电刷丝和半导体测试探针，其中，探针可为Cobra探针、悬臂式探针、垂直式探针或弹簧式探针。

技术领域

本发明涉及电接触金属材料技术领域，具体为一种高导电高弹性钯基合金、热处理工艺及用途。

背景技术

微电机、精密电位器用弹性电刷、半导体测试探针以及电位式传感器，要求合金既具有优良的电接触性能，又具有高的弹性性能与耐磨性能，贵金属合金能满足这些特殊要求。因此世界各地广泛使用了含贵金属元素的多元合金，其中最著名的是Palliney^TM7六元合金，其成分为35Pd-10Au-10Pt-30Ag-14Cu-1Znwt.％。但该合金电导率非常低，约为5.5％IACS。难以满足半导体制造领域里，持续且快速缩小的器件尺寸和增加的处理能力，即单位面积更高的晶体管数量和更快的处理速度；同时，微电机和精密电位器朝着小型化、轻质、高速方向发展的趋势也对电刷材料提出了更高的要求。商业合金Paliney^TMH3C和Paliney^TMC具有Paliney^TM7近乎三倍的电导率值，但缺乏许多新应用所需的载流容量，且该类合金处于完全时效硬化条件下时难以加工为复杂的、高公差的形状。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，发明人进一步的设计研究，将纯度超过99.99％的金属原料按质量百分比为40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素进行合金配料，其中，改性元素为La、Ce、Gd、Y、Ga、Zr和B中的一种或两种，改性元素的添加，可以细化合金晶粒，改善组织均匀性，改善析出相形态，提高合金力学、电学性能。

具体的，本发明提供了一种高导电高弹性钯基合金、热处理工艺及用途。

本发明是这样实现的，一种高导电高弹性钯基合金，包括质量百分比为40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素，所述改性元素为La、Ce、Gd、Y、Ga、Zr和B中的一种或两种。

进一步的，包括质量百分比为45～55wt.％的Pd、30～40wt.％的Cu、8～12.5wt.％的Ag和1.5～5wt.％的Ru。

进一步的，包括质量百分比为45～55wt.％的Pd、30～40wt.％的Cu、8～12.5wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0.01～1.5wt.％的改性元素。

一种高导电高弹性钯基合金的热处理工艺，包括配料、熔炼、浇铸、轧制、退火、拉拔和中间退火的步骤，完成所述拉拔和中间退火步骤后，还需对制得的合金丝材进行时效固溶强化处理；

其中，所述配料步骤为：将纯度超过99.99％的金属原料按质量百分比为40～60wt.％的Pd、25～45wt.％的Cu、5～15wt.％的Ag、1.5～5wt.％的Ru和0～2.0wt.％的改性元素进行合金配料；

所述熔炼步骤为：配比好的合金配料采用真空高频感应炉充入高纯氩气后升温熔炼，其中，所述真空高频感应炉真空度为10^-2Pa；