C194合金热轧工艺及其对性能影响

通过高温拉伸试验和差热分析(DSC)确定了C194铜合金的热轧工艺,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析方法研究了热轧工艺对合金组织的影响,以及在其它工艺不变的情况下,研究了采用两种终轧温度(780℃及650℃)后合金性能的变化。实验结果表明:C194铜合金的理想开轧温度为950℃左右;为了降低热轧时析出相对合金性能的不利影响,根据合金的析出行为,终轧温度应大于715℃。

固溶时效工艺对C194合金性能的影响

对采用热轧开坯法生产引线框架用C194合金带材过程中的固溶处理与时效处理工艺条件进行了研究,通过试验确立了合适的热处理工艺条件,使带材的抗拉强度达到538.5MPa,电导率达81.8%IACS。

固溶时效条件对C194合金性能的影响

研究了固溶处理温度和时间、时效处理温度和时间、形变热处理前后的冷加工率对C194铜合金带材的抗拉强度和电导率的影响。试验研究表明:在固溶处理温度和保温时间为850℃和60min,时效前的冷加工率为71%,时效处理温度和时间为500℃和3.5h,时效后材料的冷加工率为70%的条件下生产的C194带材具有良好的综合性能。合金带材的抗拉强度为538.5MPa,电导率达到81.8%IACS。

分级时效对热轧态C194合金性能的影响

研究了热处理条件对C194(Cu-2.3Fe-0.12Zn-0.03P)合金电导率及抗拉强度的影响。结果表明:采用常规的时效处理工艺,其抗拉强度很难达到性能要求,而对固溶(850℃×1 h)后的C194合金予以两次形变时效(525℃×3.5 h和420℃×3.5 h)后形成了铜基体上分布着大小不同第二相颗粒配合的组织,显著提高了合金的综合性能,合金的最终性能电导率为57%IACS,抗拉强度为570.43 MPa。

C194合金加工工艺与性能研究

研究了C194合金变形与固溶时效热处理工艺条件对其组织性能的影响。研究结果表明:热轧的C194合金,经过850℃固溶、500℃时效处理及二次冷变形后,材料具有较高的力学性能和导电性能,经检测合金材料的抗拉强度达538.5MPa,电导率为81.8%IACS。

固溶时效处理与稀土Y对C194合金性能的影响

研究了不同的固溶温度和稀土Y添加量对C194合金的微观组织、导电性、抗拉强度等的影响。结果表明,稀土Y-C194在低固溶处理条件下,综合性能可达到甚至优于高固溶处理条件的C194合金的性能。在C194合金中加入稀土Y具有净化、去杂、细化晶粒的作用,同时改善铜合金的导电性、抗拉强度及其他力学性能。

C194合金连续挤压全过程的组织与性能演变

采用光学显微镜、透射电子显微镜（TEM）、维氏硬度仪和万能材料试验机等手段对C194合金连续挤压全过程的组织演变与性能特征进行研究.结果表明,C194合金连续挤压过程没有出现明显的动态再结晶组织,仅在直角弯曲后变形区观察到少量沿晶界择优析出的不完全动态再结晶细小晶粒;各变形区硬度随变形量的增加由88.7HV 提升至136.1HV,并在直角弯曲后变形区增长减缓;挤压前后材料抗拉强度由263MPa提高到476MPa,延展性则由26.5%降至18.7%;挤压过程中发生第二相析出,析出物呈现尺寸为60-80nm 的椭球形和尺寸为10-20nm 且弥散分布的微小颗粒两种形貌.

铜基引线框架材料C194合金的析出相研究

用透射电子显微镜对市售的两种编号为A、B的C194铜带的显微组织和析出相进行了观察分析,结果表明两种试样的析出相都是Fe3P,只是A试样的析出相有两种形态,一是直径为50nm～70nm的球形Fe3P,另一种为10nm左右的微小Fe3P粒子。B试样中只有分布均匀且密度较高的Fe3P微粒子。B试样的微观结构均匀性优于A试样,这是两者性能差异的主要原因之一。

引线框架用铜合金C194的组织性能研究

通过对国内某A企业和德国威兰德公司C194合金铜带的析出物颗粒分析 ,发现A企业的C194合金的主要析出物有α Fe和Fe3P ,而威兰德公司的C194合金的主要析出物为α Fe ,α Fe是C194合金的强化相。由于P显著降低材料的导电、导热性能 ,对材料综合性能不利 ,因此在实际生产中应严格控制P的含量 。

引线框架用C194铜合金工艺的研究

对国内外引线框架用C194合金的成分及性能进行了对比,分析了不同合金含量对材料性能的影响,随后进行了合金熔铸工艺的研究,用SEM分析了微观组织。结果表明,C194合金性能上的差距是由于铸坯中产生的5～10μm左右的粗大析出颗粒造成的,但这些颗粒的形成不是主要由于元素P、Zn合金元素含量的不同造成的,也不是由于铸造温度及速度的变化产生的,而是由于Cu-Fe和Cu-P中间合金的添加方法不正确带来的。因此,在合金熔炼过程中,Cu-Fe和Cu-P中间合金一定在熔体完全熔化后同时加入。

形变热处理对C194铜合金析出相及相变驱动力的影响

采用气氛保护中频炉熔炼C194合金,铸锭经热轧后立即水淬,分别进行30%、60%和90%的冷轧变形,然后进行分级时效A(550℃×2h/450℃×2h)和时效B(400℃×4h)处理,并在两次时效间分别进行30%、60%和90%的冷轧变形。通过透射电镜(TEM)研究了形变热处理参数对C194类铜合金析出相和相变驱动力的影响。结果表明,提高时效温度、增加冷轧变形量,可以增大相变驱动力,合理的形变热处理参数为:冷变形60%～90%+时效A+冷变形30%～60%+时效B,可使析出相细小且分布均匀,合金具有较高的综合性能。

引线框架用C194铜合金的软化温度研究

C194铜合金是最具代表性的引线框架材料之一。由于在引线框架材料的后续封装过程中材料需承受短时高温使用条件,所以对其软化温度提出了很高的要求。实验研究表明,C194合金采用分级时效工艺可以获得比单级时效更细小均匀的微观组织及更高的软化温度。相对于长时间的单级时效使得第二相粒子逐渐聚集并长大,分级时效工艺可以使得第二相粒子绕开先析出一部分未来得及长大的析出物而使析出粒子更加弥散、细小,使得软化温度提高约60℃。

SiC对C194铸态合金组织及性能的影响

研究Si C的加入量对C194合金铸态组织和性能的影响。研究结果表明,Si C对C194合金铸态组织有明显的细化效果,能有效减小铸锭晶粒的尺寸。通过Image Pro Plus软件统计得出,当Si C添加量为0.4%时晶粒细化效果最佳,比未添加Si C的合金晶粒尺寸减小了83.1%。合金硬度也得到提高,Si C添加量为0.8%时硬度达到最高值为HB76.7,比未添加时提高了20%。

SiC对C194合金时效性能的影响

研究了SiC含量和热处理工艺对C194合金组织与性能的影响。结果表明,冷轧压下量为85%时,经过375℃×2h时效处理后合金的综合性能良好。添加0.6%的SiC时效处理后合金的抗拉强度为339.03MPa,比未添加SiC的时效后的C194合金提高了7.7%,且保持较好的导电性能。同时,SiC能强化时效效果,未添加SiC的合金试样冷轧后直接进行时效处理,其抗拉强度比冷轧后的合金试样提高了0.41%;添加SiC并冷轧后时效的合金,其平均抗拉强度为338.78MPa,比冷轧合金的抗拉强度平均提高了6.14%。

引线框架C194铜合金铸态组织和性能分析

研究了工业化不同生产试验批次的C194铜合金引线框架材料铸态组织和性能。结果表明C194的化学成分、加料顺序等因素对铸态晶内、晶界的球状第二相Fe3P或Fe2P的大小、分布均匀性有较大影响;添加剂对C194铸坯有明显的晶粒细化作用;其导电率达到14%～20%IACS,维氏硬度在95HV左右。

C194铜合金热压缩变形流变应力

在Gleeble-1500热模拟机上对C194铜合金在应变速率为0.01～10s^(-1)、变形温度为650～850℃条件下的流变应力行为进行了研究.结果表明:在实验范围内,C194铜合金热压缩变形时发生明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参数的指数函数形式能较好的描述C194铜合金高温变形时的流变应力行为;所获得的应变速率ε解析表达式中,参数A和β值分别为6.35×10~9 s^(-1)和0.119 MPa^(-1);其热变形激活能Q为316.11 kJ/mol.

C194铜合金引线框架材料的形变热处理

研究了形变热处理对C194铜合金引线框架材料组织和性能的影响。C194铜合金板坯经固溶处理后进行冷轧变形,然后分别在550℃和450℃进行两次时效处理,并在两次时效间再对合金实施不同程度的冷轧变形。结果表明,随着两次时效间的冷轧变形率从0%到80%变化,合金内的位错密度升高,γ-Fe相充分均匀析出;当这种冷轧变形率达到70%时,C194铜合金获得最佳的综合性能,抗拉强度提高到440MPa,电导率提高到72.7%IACS。

热加工工艺对引线框架用C194RE铜合金性能的影响

采用微合金化及热机械处理的方法研制了新型的引线框架用Cu-Fe-Zn-P-Mg-Cr-RE(C194RE)铜合金,优化了该合金板材的热加工工艺,获得了优良的合金性能。采用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验及硬度测试等研究了合金在不同加工工艺下的显微组织及性能。结果表明:在其它实验条件一致的情况下,热轧后经在线淬火的合金的各项性能均高于热轧后自然冷却的合金的性能。热轧后经在线淬火的合金的抗拉强度可达560MPa,伸长率达到8.2%,硬度达175HV,电导率为73%IACS。热轧后经自然冷却的合金经热机械处理后,析出相粒子较大,分布也不均匀;而经在线淬火的合金的析出相粒子细小,尺寸为5～20nm,弥散地分布于基体中,析出强化效果显著,并且合金的电导率也较高。

C194铜合金连续挤压典型变形区析出相的分析

采用透射电镜对C194铜合金连续挤压过程中的典型变形区粘着区、直角弯曲前变形区、直角弯曲后变形区、扩展成形区组织进行取样分析研究。结果表明,在粘着区,未发生第二相析出,仅出现了形变所致的晶粒拉伸以及少量位错缠结;在直角弯曲前变形区,晶界处出现少量尺寸在30nm左右的圆形或椭圆形第二相析出颗粒,析出物为Fe_3P化合物,在一些区域位错缠结发展成位错胞;在直角弯曲后变形区,晶粒内部出现了数量较多且分布弥散均匀的第二相颗粒,尺寸在3~5nm左右,同时,在前变形区出现主要分布在晶界位置的较大尺寸第二相析出颗粒的数量也出现上升,且尺寸有所增长,平均可达45~50nm左右;在扩展成形区,此区域内析出较小颗粒的数量明显增多,呈弥散状态分布在晶粒中,同时尺寸较前变形区有所增长,达到约10~15nm左右。

引线框架用铜合金C194的制备与性能研究

采用形变热处理工艺制备了引线框架用铜合金C194,利用直流低电阻测试仪、维氏硬度计、金相显微镜和扫描电镜等研究了形变热处理工艺中时效温度和时间、二次时效间的冷轧形变率尤其是最终精轧率对热轧态C194性能和组织的影响。结果表明:形变热处理工艺为时效前预先冷轧37.5%、二次时效(500℃×2h+500℃×2h)、一次时效后以50%形变率冷轧,二次时效后终轧形变率为60%,轧制路线为1.6mm→1.0mm→0.5mm→0.2mm时,试样获得最佳综合性能,导电率为78%IACS,强度为550MPa,硬度为158.9HV,且具有良好的抗高温软化性能。