<Desc/Clms Page number 1>
Alliage métallique a base de cuivre, en particulier pour la construction de composants pour l'électronique
La presente invention concerne un nouvel alliage à base de cuivre, ou plutot un alliage contenant plus de 90% en poids de cuivre, que ses caractéristiques mécaniques et électriques rendent particulièrement apte ä servir ä la construction de composants pour l'industrie de l'électronique.
On sait que de nombreux composants pour l'électronique, qui subissent de fortes contraintes aussi bien mécaniques que thermiques, comme des éléments de commutateurs ou interrupteurs, des "cadres de support" (c'est-à-dire les cadres qui supportent : les plaquettes semi-conductrices constituant les microprocesseurs et/ou les éléments de mémoire), des plaques da support de terminaux des bus en serie, des contacts de thermostats et :
analogues, doivent être réalisés en des alliages ayant, simultanément, une grande ductilité, une grande durabilité et une grande resistance mécanique, ainsi qu'une grande conductivité thermique et électrique. 11 existe actuellement sur le marché de très nombreux alliages à base de cuivre qui, cependant, présentent tous l'inconvénient de n'etre adaptés qu'a. une application spécifique pour laquelle ils ont été développés de façon. appropriée et, par conséquent, chacun ne convient que pour la construction de l'un ou d'un petit nombre, des composants précités, ce qui est entièrement non satisfaisant.
En outte, un grand nombre de tels alliages contiennent du cadmium, de sorte que leur fabrication implique une forte pollution de l'environnement ; de plus, la majeure partie de ces alliages sont onéreux, en raison d'elements particulièrement rares utilises ou, surtout, en raison de la difficulté des opérations en vue de les obtenir, ce qui exige une désoxydation precise effectuée de préférence à l'aide d'un réglage précis de la proportion des composants des oxydants particuliers.
On sait, en fait, que de très faibles pourcentages d'oxygène abaissent très fortement la conductivité thermique et électrique de tels alliages ; et surtout, rendent impossible leur soudage ou leur brasage en raison de réactions conduisant à une fragilisation par l'hydrogène.
On sait également que, par ailleurs, l'addition d'éléments désoxy- dants ayant une forte affinité pour 1oxygène. comme le phosphore, implique le problème d'un réglage précis de leur proportion ou teneur
<Desc/Clms Page number 2>
en fonction de la teneur en oxygène prévue, s'il faut éviter une très forte diminution de la conductivité par formation de solutions solides et/ou de phosphates. Le brevet US-A-3 677 745 résout de façon économique ce dernier problème par l'addition de faibles pourcentages de magnésium ä l'alliage; cet élément se combine avec le phosphore excédentaire en formant un composé intermétal11que.
Cela limite très fortement la quantité de P et/ou de Mg libres dans
EMI2.1
la matrice et évite donc une chute de la conductivité, même en présence de proportions imprécises de P ; en outre, le composé intermecallique qui se forme rend l'alliage sujet ä un durcissement par vieillissement et precipitation, ce qui en améliore les carac- éristiques mécaniques.
Cependant, l'alliage faisant l'objet du brevet précité fait tout simplement passer le problème des proportions correctes du phosphore au magnésium, avec le seul avantage que les limites entre lesquelles la proportion de magnésium peut
EMI2.2
varier par rapport ä la proportion stoechiométrique sans nuire à la conductivité sont bien plus larges que celles affectant le phosphore et peuvent être encore élargies quand on ajoute également à l'alliage de l'argent (jusqu'à 0, 2%) ou du cadmium (jusqu'à 2X).
Ces additions supplementaires, toujours présentes dans des alliages produits à l'échelle commerciale ou industrielle sur la base de ce brevet, impliquent évidemment les inconvénients du prix élevé des matières premières et le risque précité de pollution. En outre, lesalliagesobtenusselonlebrevetprécitéUS-A-3677745ne résolvent : pas la problème technique consistant à rendre disponible un alliage adapté à différentes utilisations dans le domaine des composants pour l'électronique. C'est pourquoi, les utilisateurs d'alliages connus actuellement doivent, pour chaque type de composants ä produire (cadre de support, contact, etc.) s'arranger pour garder en stock un alliage de composition chimique particulière, difference de celle des alliages utilisés pour d'autres composants.
Cela implique évidemment l'impossibilité d'effectuer des économies
EMI2.3
d'échelles et complique la gestion de la production et des approvisionnements.
<Desc/Clms Page number 3>
La présente invention a justement pour objet de fournir un nouvel alliage métallique ä base de cuivre, dont les caractéris- tiques de conductivité et de resistance mécanique peuvent varier selon les exigences de l'utilisateur, avec la meme composition, au sein de limites suffisamment élevées pour satisfaire les exigences qui, actuellement, ne sont satisfaites que par des alliages de compositions différentes et, en même temps, présente- des valeurs maximales de la résistance mécanique et de la conductivité satisfaisantes pour les applications en électronique, une grande ductilité et une grande aptitude à la soudure ou brasage, un prix de revient réduit, une grande facilite de production, et qui ne fait pas appel à l'utilisation du cadmium.
L'invention atteint cet objet du fait qu'elle concerne un
EMI3.1
alliage de métal à base de cuivre, destiné en particulier à la cons- truction de composants pour l'électronique, alliage caractérisé par le fait qu'il contient, en parties en poids, de 0. 05 a LX de massne- sium. de 0, 03 a 0, 9% de phosphore et de 0, 002 a 0, 04X de calcium, le reste étant du cuivre, comprenant d'éventuelles impuretés, le rapport pondéral entre le magnésium et le phoaphore contenus dans l'alliage se situant entre 1 et 5 et, en même temps, le rapport pondéra1 entre le magnésium et le calcium contenus dans l'alliage se situant entre 5 et 50.
Comme la Demanderesse l'a trouvé expérimentalement, un alliage ayant une composition se situant entre ces limites possède en fait de grandes valeurs de la conductivité électrique et thermique, une grande résistance mécanique conférée par des combinaisons ou associations optimales de la résistance à la rupture et de la résistance limite à la traction et de la dureté, une grande déformabilité, un excellent comportement à chaud, l'absence de fraagilité, une immunité ä la corrosion sous contrainte mécanique et à la fragilisation par l'hydrogene, une bonne aptitude au soudage ou au brasage et une bonne aptitude à subir des traitements thermiques pour produire, au bord des grains, une séparation de composés intermétalliques finement Subdivises,
de sorte que l'alliage est soumis à un durcissement par un effet de vieillissement. En outre,
<Desc/Clms Page number 4>
chose surprenante, un tel alliage possède la caractéristique inhabituelle d'avoir deux intervalles différents de température de précipitation correspondant au fait que l'alliage présente, avec une composition chimique absolument identique des éléments d'alliage, des caractéristiques mécaniques et de conductivité entièrement différentes.
Avec essentiellement la même conductivité (qui se situe dans des intervalles étroits de sa variation). en outre, dans ses deux états physiques différents suivant le traitement de durcissement par vieillissement en correspondance avec l'un ou l'autre des intervalles respectifs des températures de précipi- cation, l'alliage selon l'invention possède la. capacité de présenter une variation de ses caractéristiques mécaniques sur une large gamme selon son état d'écrouissement à la suite d'un roulage,
EMI4.1
laminage ou étirage ä froid avec des degrés différents de pour- centage de diminution de sa section.
L'alliage selon l'invention est donc essentiellement un alliage métallique ayant une matrice a base de cuivre, présente dans l'alliage en des pourcentages pondéraux supérieurs à 99%. et contenant une nouvelle combinaison d'éléments d'alliage constitués par du magnésium (Mg), du phosphore (P) et du calcium (Ca) en des proportions spéciales capables de les faire interagir de manière qu'il se forme entre eux et avec le cuivre des composés intermétalliques binaires, tertiaires et quaternaires, la possibilité de l'existence de ces derniers étant mise en lumière pour la première fois par la présente invention.
L'alliage contient avantageusement aussi de l'étain, en des pourcentages pondéraux pouvant varier entre environ 0, 03% et 0, 15%, de préférence au voisinage de la limite supérieure, et il peut en outre contenir, aussi bien que les inévitables traces de divers éléments, en particulier le fer, qui constituent cependant des impuretés non dangereuses, de faibles quantités d'argent et/ou de zirconium, respectivement en des pourcentages de l'ordre de 0, 01 à 0, 05 et de 0, 01 à 0, 06% en poids, afin d'élever 1a température de flambage, et de faibles quantités (non supérieures à 0, 01% en poids) de lithium et/ou de manganèse servant d'éléments de désulfuration.
Ainsi, l'alliage
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
selon l'invention a une composition nominale pondérale constituée par 0, de Mg, 0, de P, 0, de Ca et 0, de Sn, le reste
22%étant du Cu, comprenant d'éventuelles impuretés. Ces pourcentages nominaux desdits éléments d'alliage peuvent varier au sein de limites relativement larges sans altérer les nouvelles caractéristiques, décrites, ci-dessus de l'alliage et, plus particulierement, le magnésium peut varier entre 0, 05 et 1% en poids, le phosphore peut varier entre0,03et0,90%enpoids, etlecalciumpeutvarierentre0,002 et 0, 040% en poids, cependant que l'étain peut varier entre les limites déja expliquées. mais ne doit jamais etre présent en une proportion inférieure à 0, 08% en poids.
Si l'on peut obtenir les nouvelles caractéristiques appréciables de l'alliage selon l'inven- tion sans y introduire l'étain, de sorte que l'invention concerne essentiellement un alliage quaternaire Cu-Mg-P-Ca, des alliages
EMI5.2
"penternaires" comme faisant partie de l'invention car l'on a trouve, chose étonnante, que non seulement 1'étain augmente considérablement la coulabilice et la fluidité à chaud de l'alliage de l'invention, mais peut aus8 participer directement à la formation des composés intermgtalliques dont dépendent les caractéristiques supérieures de cet alliage.
Ces derniers composés sont améliorés par l'étain, et l'intervalle de variation possible pour les proportions des éléments d'alliage, en particulier le phosphore à rô1e de désoxy- dation et le calcium à role de déphosphoration, sont augmentes par rapport ä l'alliage quaternaire de base dépourvu d'étain.
L'alliage selon l'invention provient de la recherche conduite par la Demanderesse ä partir du brevet US-A-3 677 745, en partant des diagrammes ternaires des alliages de Cu-Mg-Sn et de Cub Ca développés sur la base des études de Bruzzone (LessCommon Metals, 1971,25, 361) et des études de Venturello et Fornaseri (Met. Ital. ; 1937, 29, 213), ainsi que des études de W THURY. (Metall, 1961, volume 15, novembre pages 1079-1081) qui ont montre comment on peut désoxyder le cuivre par des additions de phosphore, sans influencer la conductivité, grace à l'élimination de l'exces de phosphore par des additions de calcium, qui se
<Desc/Clms Page number 6>
combine au phosphore pour donner du phosphate de calcium ne diminuant pas la conductivité.
Sur la base de cet état de la technique, les techniciens de la Demanderesse, encouragés par la possibilité théorique pour Ca et Sn de former des composés intermétal1iques avec Mg et Cu, ont cherché à produire des alliages de cuivre ayant une grande résistance mécanique et une grande conductivité ainsi qu'une bonne aptitude au soudage ou au brasage, â l'aide de l'addition â du cuivre (désoxydé au préalable selon le procédé de THURY
EMI6.1
par l'addicion de P et de Ca) de Mg et/ou de Sn dans l'espoir l'un de ces elements d'alliage du les deux soit (ent) capable (s) de se lier avec l'exces possible de calcium pour former des composés intermétalliques avec lui ou avec le cuivre de la matrice.
On espérait de cette; façon rendre 1'a111age r'suluant capable.. de durcir par v-ieillissement, en obtenant ainsi une augmentation de la résistance mécanique et, simultanément, on espérait résoudre, sans avoir recours à des éléments d'alliage
EMI6.2
précieux comme l'argent, le problème de l'addition dosée des é1éments de désoxydation. En fait, en se limitant ä ce dernier aspect, le mécanisme de désoxydation réalisé dane le brevet précité US-A-3 677 745 ä l'aide de P et de Mg n'était pas satisfaisant ear, comme déjà indique, i1 ne résolvait pas le problème de la surveillance de l'introduction dosée des agents de désoxydation, mais les rendait tout simplement moins graves, en particulier en présence de Ag dans l'alliage.
Par ailleurs, l'utilisation de Ca à la place deMgcommeagentdedéphosphorationapparaissaitdéjà, encequi concerne la teneur en P résiduelle après la désoxydation, plus avantageuse pour la conservation d'une conductivité élevée et, en tout cas, cela offrait la possibilité théorique supplémentaire de combiner les deux méthodes en éliminant les résidus grace à une addition de Mg, ce qui pouvait offrir les memes avantages que ceux obtenus dans ledit brevet précité par l'addition d'argent ou de cadmium.
Des essais expérimentaux effectués par 1a Demanderesse ont, par ailleurs, mis en evidence non seulement que l'on obtenait les résultats attendus mais que l'interaction entre les éléments d'alliage était bien plus prononeee que ce à quoi on s'attendait
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
et impliquait avant le traitement provoquant une précipitation, ou plutôt immédiatement apres de l'alliage après fusion, à la condition de respecter certaines proportions entre les ingré- solidificationdients de l'alliage, la formation de composés intermetalliques entièrement insttendue et complètement imprévisible, comme un composé quaternaire CuMgPCa qui a été décelé au microscope électronique à transmission et qui présentait des dimensions de l'ordre de 0, 4 à 0,
5 m. De tels composés s'accompagnent également de la présence de particules submicroscopiques de CuP, CuPMg, PCa et CuMg,
EMI7.2
décelées dans la matrice de métal ä l'aide d'un microscope alec- tronique à balayage présentant un grandissement de 6 à 9 000. 11 a été trouvé qu'avec la présence desdits composés intermétalliques avant le traitement de durcissement par vieillissement, il y avait un comportement surprenant de l'alliage, qui est entièrement nouveau et inattendu, à savoir que l'alliage présentait deux températures de durcissement par vieillissement (ou durc1 sement struc- rural), ou plutôt des intervalles de temperature différant de l'un à l'autre.
En substance, la Demanderesse amis an lum1ère le fait qu'en présence de tels composes inattendus, en raison de la composition particulière de l'alliage, celui-ci devenait : capable d'être soumis non pas à uni mais à deux traitements différents de durcissement par vieillissement à des températures différentes; après quoi, l'alliage présentait des caractéristiques finales complètement différentes, tout en ayant entièrement la meine composition initiale.
Un tel comportement, entièrement nouveau et surprenant dans le cas d'un alliage à base de cuivre, permet d'effectuer de grandes économies d'échelles, en particulier dans l'industrie des composants pour l'électronique; en fait, grâce à ladite caractéristique, l'alliage de l'invention est capable, en soi, de satisfaire des exigences qui sont même très différentes d'un cas à l'autre, simplement quand on le soumet à un traitement thermique différent, ce traitement pouvant, en raison de sa simplicité, être réalisé meme par l'utilisateur final qui, donc, peut garder en magasin des éléments bruts n'ayant pas subi de durcissement par vieillissement et, selon les exigences variables, cet utilisateur
<Desc/Clms Page number 8>
peut réaliser sur ces éléments un traitement de durcissement par vieillissement artificiel à des températures différentes.
puis un travail de déformation plus ou moins prononcée a froid de facon ä obtenir un produit final ayant les caractéristiques voulues d'une
EMI8.1
fois a l'autre, chose que l'on na pouvait obtenir jusqu'à présent qu'en utilisant des alliages différents ayant une composition chimique différente et qui n'étaient absolument pas interchangeables I en ce qui concerne l'utilisation finale. Ce resultat fondamental de l'invention est obtenu non seulement en réalisant un alliage de cuivre ayant la teneur, décrite ci-dessus en Mg, P et Ca, mais aussi en prenant soin de maintenir les rapports entre ces éléments d'alliage entre certaines limites au-delà desquelles l'alliage perd ses caractéristiques particulières.
En particulier, le rapport pondéra1 entre la teneur en magnésium et en phosphore de l'alliage doit se situer entre 1 et 5 et, simultanément et en respectant
EMI8.2
egalement ce rapport primaire, le rapport pondéral entre la teneur en magnésium et en calcium de l'alliage doit se situer entre 5 et 50. On obtient les résultats améliorés avec une teneur en calcium de l'alliage se situant entre 0, 002 et 0. 02% en poids et avec un rapport pondéral Mg/P se situant entre 1 et 3, en association avec un rapport pondéral de Mg/Ca se situant entre 10 et 20.
On suppose queceslimitations correspondent à 1a nécessité de déterminer au sein de l'alliage des rapports stoechiometriques particuliers entre les composants, ce qui parme, et seulement dans ce cas, la formation des composés intermétalliques quaternaires étudiés en premier lieu et ce qui determine aussi, pense-t-on, le fait que l'alliage a reçu ou non la capacité de présenter des caractéristiques mécaniques différentes correspondant à différentes températures de durcissement par vieillissement. La présence de CaP, CuMg et CuP avant la précipitation est, en fait, normale, alors que la présence de CuMgP et CuCaMgP est entièrement inattendue et peut etre considérée comme due à une précipitation partielle qui s'est déjà produite pendant le travail à chaud.
Donc, il est justifié de penser que, pendant la précipitation qui se produit lors du durcissement par vieillissement, le CaP réagit avec CuMg pour donner CuCaMgP
<Desc/Clms Page number 9>
finement dispersé aux limites des grains. Pour le reste, l'alliage de cuivre selon 1'invention est produit de façon classique par une
EMI9.1
fusion et une coulée subsequente, puis travail de l'alliage solidi- fié auquel on applique du roulage ou laminage ou une extrusion à chaud à une température se situant entre 860 et 890 C et travail subséquent de l'alliage par roulage ou laminage ou étirage ä froid pour obtenir une réduction de section se situant entre 50% et 80X ;
puis l'on effectue un durcissement par vieillissement artificiel de l'alliage, par un traitement thermique de précipitation qui, ä l'opposé des methodes de production utilisées pour des alliages classiques, consiste ä maintenir l'alliage pendant un temps suffisant (1 ou 2 heures) A une temperature se situant dans un intervalle choisi compris soit entre 365 et 380 C, soit entre 415 et 425*C, selon que l'on desire obtenir, respectivement, de meilleures caractéristiques mécaniques ou de meilleures caractérisciques électriques.
On note que l'alliage métallique selon l'invention peut contenir aussi 0, 01 à 0, 05% en poids de zirconium, et jusqu, à 0. 01% en poids de lithium ainsi que jusqu'à 0,01% en poids de manganese.
La présente invention sera maintenant décrite, de façon non limitative, à l'aide des exemples suivants, présentés en référence au dessin annexé, sur lequel : la figure 1 illustre le comportement à chaud de l'alliage selon l'invention (abscisses : température, en C; ordonnées :
EMI9.2
durete Vickers, DV) ; et la figure 2 est un diagramme comparatif du comportement de l'alliage selon l'invention et de celui de plusieurs alliages du commerce destines à la réalisation de composants pour 1'grectronique (abscisses de A ordonnées ).
EXEMPLE I Dans un four à creuset, chauffé au gaz, comportant un creuset 100 kg, on effectue des fusions expérimentales avec des charges
<Desc/Clms Page number 10>
de 70 kg de cuivre raffiné électrolytique à 99, 99% de pureté, que l'on fait fondre sous un fondant en borax de couverture avec ensuite coulee dans des moules, refroidis par de l'eau, et ayant un diamètre de 220 mm pour la réalisation de lingots ; on désoxyde ensuite les alliages en leur ajoutant 1,1 kg de phosphate de cuivre (85% en poids de Cu et 15% en poids de P) que l'on place ä l'aide d'un outil au fond du creuset, puis l'on ajoute 200 g de Mg et 7 g de Ca.
Après prélèvement d'échantillons pour analyse, on effectue une coulée dans des moules de formation de lingots puis on réalise un roulage ou laminage à chaud (indiqué, par souci de brièveté par l'abréviation LC) des lingots jusqu'à une épaisseur de 11 mm en opérant à une température comprise entre 860 et 890oC. Après fraisage ou "scalpage"des lingots ainsi obtenus, pour enlever la couche
EMI10.1
oxydée, on soumet ces lingots ä différents cycles de travail com- prenant un laminage à froid (indiqué par l'abréviation de LF) que l'on effectue de facon a provoquer une diminution de section se situant entre 50% et 80%,
et un traitement thermique éventuel de
EMI10.2
durcissement par l'alliage pendant un temps déterminé à une température se situant entre 365 et 425OC. On soumet finalement les lingots ainsi obtenus à des essais de dureté (methode Vickers ; 100 g/30") et à des essais classiques de conductivité effectués selon les règles IACS
EMI10.3
("International Annealed Copper Standard" concernant le cuivre recuit), exprimant la conductivité en pourcentage de celle de la bande d'essai IACS à 20*C qui, comme on le saft. présente une résistivité de 1, Les résultats obtenus sont présentés au tableau 1 et ils montrent la capacité de l'alliage, avec la même composition chimique, ä présenter des caractéristiques de traitement.
La capacité de l'alliage un ramollisse- ment à chaud ; les résultats obtenus (microdureté Vickers, DV, après 1 heure à diverses températures) sont présentés sur la figure l.
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
TABLEAU 1
EMI11.2
<tb>
<tb> Travail <SEP> Conductivité <SEP> électrique <SEP> Dureté <SEP> DV
<tb> de <SEP> IACS
<tb> LC <SEP> 60 <SEP> 70-90
<tb> LC <SEP> + <SEP> LF <SEP> 67% <SEP> 56 <SEP> 130-150
<tb> LC <SEP> + <SEP> LF <SEP> 67% <SEP> + <SEP> 36SoCxlh <SEP> 68 <SEP> 155
<tb> " <SEP> .
<SEP> " <SEP> " <SEP> + <SEP> 380 C <SEP> " <SEP> 71 <SEP> 155
<tb> it <SEP> + <SEP> 4000C"78 <SEP> 96, <SEP> 5
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> + <SEP> 415 C <SEP> " <SEP> 81 <SEP> 88
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> + <SEP> 425 C <SEP> " <SEP> 81 <SEP> 87,6
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> + <SEP> 435 C <SEP> " <SEP> 81 <SEP> 86,7
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> + <SEP> 450 C <SEP> " <SEP> 81 <SEP> 84,6
<tb> ft <SEP> it <SEP> 85z <SEP> 52 <SEP> 160-170
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> + <SEP> 415 Cx2h <SEP> 80 <SEP> 92
<tb> " <SEP> " <SEP> " <SEP> +425 Cx2h <SEP> 82 <SEP> 90
<tb>
EXEMPLE 1I
En opérant comme à l'exemple I,
mais dans un four industriel à induction ayant une capacité de 4 tonnes et qui est associe à une position de coulée semi-continue et en adaptant proportion-
EMI11.3
nellement les quantités de cuivre et des elements d'alliage à la capacité différente du four, on obtient des lingots que l'on lamine ä chaud à une température de 870*C jusqu'a leur conférer une épaisseur de 11 mm.
On soumet ensuite les lingots ainsi obtenus par laminage à un laminage ou roulage supplémentaire à froid avec une reduction de section de 50%, ce qui donne un lingot laminé de 5, 5 mm d'épaisseur, Après avoir prélevé des échantillons, on sépare ce lingot en deux parties, indiquées respectivement par A et B et on les traite ensuite dans un four électrique avec un cycle de chauffage impliquant deux heures de chauffage, deux heures de maintien à la température et cinq heures de refroidissement. On traite la partie A à 425 C, cependant qu'on traite la partie B ä 370"C.
Après le traitement thermique, on subdivise encore chaque partie en des sous-groupes indiqués par les chiffres l, 2 et 3 ; les sous-groupes 1 sont soumis ä laminage à froid avec une réduction de section de 20% de façon à produire un léger écrouissage :
<Desc/Clms Page number 12>
les sous-groupes 2 sont laminés jusqu'à 45% de diminution de section de façon ä obtenir un plus grand écrouissage (état demi-dur), cependant que les sous-groupes 3 sont laminés jusqu'à 98% de réduction de façon à réaliser un lingot laminé fortement écroui (état dur).
On prélève des échantillons des parties A et B avant d'effectuer le laminage supplémentaire et sur chacun des sousgroupes 1, 2 et 3 après le laminage et l'on soumet les échantillons ou éprouvettes à des essais normaux de détermination de la résistance mécanique et de la conductivité. Les résultats obtenus sont présentés sur les tableaux II et III.
TABLEAU II - Caractéristiques de l'alliage après durcissement par vieillissement.
Type A Type B Conductivité électrique (*) 80%IACS 70XIACS Conductivité thermique (Kcal/hm C;J#104/hmC274,7(115) 240,3(100,6) Masse volumique (kg/dm3) 8,796 8, 796 (*) Valeur exprimée en pourcentage de la conductivité de la bande d'essai International Annealed Copper Standard test strip"à 20 C.
TABLEAU III - Caractéristiques de l'alliage à différents états physiques.
EMI12.1
<tb>
<tb>
Type <SEP> de <SEP> Résistance <SEP> ä <SEP> Limite <SEP> A% <SEP> DV <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> Conductivité
<tb> bande <SEP> la <SEP> traction, <SEP> élastique <SEP> (1) <SEP> plis <SEP> a1- <SEP> électrique <SEP>
<tb> d'essai <SEP> N/mm2 <SEP> N/mm2 <SEP> ternés <SEP> % <SEP> de <SEP> IACS
<tb> A <SEP> 1 <SEP> 350 <SEP> 260 <SEP> 21 <SEP> 100 <SEP> 20 <SEP> 80
<tb> A <SEP> 2 <SEP> 460 <SEP> 420 <SEP> 8 <SEP> 140 <SEP> 15 <SEP> 78
<tb> A <SEP> 3 <SEP> 550 <SEP> 510 <SEP> 2 <SEP> 160 <SEP> 10 <SEP> 76
<tb> B <SEP> 1 <SEP> 472 <SEP> 428 <SEP> 15 <SEP> 150 <SEP> 26 <SEP> 70
<tb> B <SEP> 2 <SEP> 550 <SEP> 480 <SEP> 4 <SEP> 170 <SEP> 15 <SEP> 68
<tb> B <SEP> 3 <SEP> 710 <SEP> 650 <SEP> 13 <SEP> 190 <SEP> 6 <SEP> 63
<tb>
(1) DV :
Dureté Vickers
EMI12.2
EXEMPLE III En opérant comme à l'exemple II, on produit trois tonnes d'un alliage ayant la composition pondérale centésimale suivante 0, Mg, 0) de P ; Ca, 0, de Sn, le reste étant Cu.
On subdivise l'alliage ainsi produit en deux parties, appelées B", et on les soumet à différents cycles
<Desc/Clms Page number 13>
de laminage et de durcissement par vieillissement en fonctionnant comme à l'exemple 11. On soumet ensuite les lingots résultant de ce laminage ou roulage à des essais comme à l'exemple II. Les résultats obtenus, présentés sous forme graphique et comparés au comportement, également exprimé sous forme graphique, de certains des principaux alliages de cuivre pour pièces d'électronique se
EMI13.1
trouvant actuellement sur le marché, sont présentés sur la figure 2.
On peut ainsi apprécier l'alliage de l'invention peut, avec absolument la quecaractéristiques physiques selon le type de traitement de travail auquel il est soumis (parties de"Type A"et de"Type B") pour occuper ainsi des positions cnuvertes seulement par des alliages connus ayant une composition chimique entièrement différente (et ne resultant pas d'un traitement différent).
En particulier. l'alliage de l'invention, traité selon le cycle indiqué à l'exemple II pour le "Type A" et qui est désigne par la référence "LMI 108 Atf
8 un comportement voisin de celui de l'alliage"Wieland K72" (0,3 Cr - 0,15 Ti - 0,02 Si - Cu), alors que le meme alliage, travaillé selon la cycle indiqué ä l'exemple II pour le"Type B" et désigné par la référence"LMI 108 B"a un comportement voisin
EMI13.2
de celui de l'alliage"Olin pgssibilité de 0, EXEMPLE IV , exactement comme à l'exemple 1, on prepare des alliages de composition chimique différente pour tester l'influence de la teneur en les divers éléments d'alliage.
On soumet tout d'abord les éprouvettes et échantillons ainsi produits tout
EMI13.3
d'abord à une extrusion à chaud à 870 C, de facon à en ramener le diamètre à 24, 5 mm, puis ä un étirage à froid pour les ramener à un diamètre de 14, 5 mm, puis l'on provoque un durcissement par vieillissement à des températures différentes et l'on effectue ensuite des essais en appliquant un essai classique de détermination de conductivité et un essai de détermination de la dureté Vickers (DV). Les résultats obtenus sont présentés au tableau IV.
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
TABLEAU IV-Influence des éléments d'alliage Elements d'alliage (% en poids) Traitement. Conductivité DV (le'reste du Cu ä 99, 9%) thermique Mg P Ca Sn Ag
EMI14.2
<tb>
<tb> est0,22 <SEP> 0,20 <SEP> 0,0056 <SEP> 0,15 <SEP> 0,003 <SEP> 365 Cx1h <SEP> 67 <SEP> 155
<tb> 0,22 <SEP> 0,20 <SEP> 0,0056 <SEP> 0,15 <SEP> -- <SEP> 365 Cx1h <SEP> 66 <SEP> 155
<tb> 0,22 <SEP> 0,20 <SEP> 0,0070 <SEP> 0,08 <SEP> -- <SEP> 365 Cx1h <SEP> 69 <SEP> 155
<tb> -- <SEP> 0,20 <SEP> 0,02 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 365 Cx1h <SEP> 88 <SEP> 50
<tb> 0.
<SEP> 20 <SEP> 0,20 <SEP> 0,02 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 365 Cx1h <SEP> 68 <SEP> 154
<tb> 0,20 <SEP> 0,20 <SEP> 0,02 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 380 Cx1h <SEP> 71 <SEP> 154
<tb> 0,20 <SEP> 0,20 <SEP> 0,02 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 415 Cx1h <SEP> 81 <SEP> 87,5
<tb> 0, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> 0, <SEP> 10-- <SEP> 415'Cx2h <SEP> 82 <SEP> 88
<tb> 0,29 <SEP> 0,22 <SEP> 0,0258 <SEP> 0,120 <SEP> -- <SEP> 415 Cx2h <SEP> 81 <SEP> 88
<tb> 0,22 <SEP> 0,25 <SEP> 0,025 <SEP> 0,10 <SEP> -- <SEP> 380 Cx1h <SEP> 74 <SEP> 155
<tb> 0,22 <SEP> 0,25 <SEP> 0,025 <SEP> 0,10 <SEP> -- <SEP> 415 Cx1h <SEP> 75 <SEP> 152
<tb> 0,22 <SEP> 0,18 <SEP> 0,05 <SEP> 0,10 <SEP> -- <SEP> 380 Cx1h <SEP> 71 <SEP> 151
<tb> 0,22 <SEP> 0,18 <SEP> 0,05 <SEP> 0,10 <SEP> -- <SEP> 415 Cx1h <SEP> 71 <SEP> 149
<tb> 1 <SEP> 0, <SEP> 90 <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> 0,
<SEP> 15 <SEP> -- <SEP> 380oCxlh <SEP> 72 <SEP> 155
<tb> 1. <SEP> 0,90 <SEP> 0,04 <SEP> 0,15 <SEP> -- <SEP> 415 Cx1h <SEP> 81 <SEP> 90
<tb>