CN85106789A - 改进了强度和导电性的铜合金 - Google Patents

Abstract

一种改进了的兼具导电性和强度的铜基合金，用于引线结构或电连接件等。合金基本上含有约0.3％～1.6％重量的铁，而多达一半的铁含量由锡、锰、铂、及其混合物所置换；含有大约0.01％～0.20％重量的镁；大约0.10％～0.40％重量的磷；多达0.5％重量的锡或锑及其混合物；和剩余铜。磷与镁之比和磷与磷化物构成物总含量之比维持临界限度内。

Description

改进了强度和导电性的铜合金

本发明涉及在电子工业中具有特殊的用途，作为引线结构材料或连接件材料的铜基合金。电子工业越来越需要有电导性和热导性高的较高强度的引线结构合金。而且连接件的应用也会受益于这样的合金。本发明的合金兼具强度和导电性，比另一种可供选择的市售合金有所改善。

由于高铜合金（铜占96%～99.3%）相对于铜来说强度高并且具有中等到较高的导电和导热性，因此用于电子和电器工业。在这类合金中，导电率的幅度一般从铜合金C18200和C16200的高达90%    IACS（国际退火铜标准）到铜合金C17000和C17200的低至22%。典型用磷化物强化的合金具有中等到较高的导电性。例如，磷化镍强化合金C19000，铁-磷化物强化合金C19200，C19400和C19600以及在合金C19500中的混合的铁和钴-磷化物。合金C19200和C19600标称有1%的铁，但磷的含量不同，（标称分别为含0.03%和0.3%）。另一种国外生产的以TAMAC-5出售的合金C19520，含有0.5%～1.5%的铁，0.01%～0.35%的磷和0.5%～1.5%的锡。

下面的专利是对用磷化物强化的合金的说明：美国专利2，123，628、3，039，867、3，522，039、3，639，119、3，640，779、3，698，965和3，976，477、德国专利915，392，加拿大专利577，850和日本专利56-105645，55-154540，58-53057，55-79848和59-9141。美国专利号3，522，112和3，573，110说明了这种合金的加工方法。

还发现磷化镁也强化铜合金，如C15500，这种合金包括在已公开的美国专利号3，677，745和3，778，318中。在这些专利中披露的合金及其制法，要求磷与镁之比范围为0.3～1.4，这个合金除了含铜杂质外，据披露还大致含0.002%～4.25%的磷和0.01%～5.0%的镁与之平衡。这合金还含有0.02%～0.2%的银和0.01%～2.0%的隔。磷化镁作为强化剂也用于美国专利号4，202，688和4，305，762的合金中，前一个专利中披露了一种含有混合稀土、磷和镁的合金，而后一个专利中披露了一种合金，它含有0.01%～0.2%的镁、磷和从铁、钴、镍及其混合物中选择的一种过渡金属。

美国专利2，157，934披露一种铜合金，它含有0.1%～3%的镁、0.1%～5%的镍、钴、铁类中的一种物质、0.1%～3%的硅和剩下的铜。该专利还指出，添加很小百分含量的另外的组分，例如：银、锌、镉、锡、锆、钙、锂、钛和锰，可以改善合金。它还指出“在某些情况下，磷、铅或铍可以全部或者部分代替硅，因为它们也可以与铁类金属形成金属间化合物。”日本专利58-199835披露了一种铜合金，它含有Mg    0.03%～0.3%、Fe0.03%～0.3%、P0.1%～0.3%剩下的是Cu。

按照本发明，可以提供一种强度高、导电性好及优良的耐软化和可成形性的改进的铜基合金。这种合金含有磷化物的混合物，这些磷化物包括磷化镁以及含有或不含有镍、锰、钴或其混合物的铁的磷化物。

按照这一发明，镁与磷之比和磷化物构成物（镁｜铁｜镍｜锰｜钴）的总含量与磷之比，每个必须维持在临界限度内，才能达到所要求的良好的导电性。令人惊奇的发现某种固体溶液强化元素，例如锡或锑，可以有助于提高合金的强度同时导电性有一些损失，而其它一些元素例如铝和铬对强度和导导性都有负的影响，硅对导电性有很大负的效应。

本发明的合金基本含有大约0.3%～1.6%（全文均为重量百分比）的铁，有最多到一半的铁由一种元素（从镍、锰、钴及其混合物一类中选择），含有大约0.01%～0.20%的镁;大约0.10%～0.40%的磷;含有最多到约0.5%的由锡、锑及其混合物中选择的一种元素和剩下的铜;但须磷与镁之比至少约1.5并且磷与磷化物构成物（镁｜铁｜镍｜锰｜钴）的总含量之比的范围约在0.22%～0.49%之间。最好，磷与镁之比至少约2.5，铁的最低含量大于0.3%，例如至少0.35%或至少0.4%。

合金最好基本含有大约0.5%～1.0%的铁，而最多到一半的铁由镍、锰、钴及其混合物一类中选择的一种元素所置换;含有大约0.15%～0.25%的磷，含有约0.02%～0.1%的镁，含有最多到0.35%由含锡、锑及其混合物类中选择的一种元素，和剩下的铜，但须与镁之比范围大约在2.5～8.0之间，磷与磷化物构成物的总含量之比范围约在0.25～0.44之间，在某些情况下，磷与镁之比的上限可以提高到12，但最好约在3.0～6.0之间。

按照本发明的另一个可供选择的实施例，为了提高合金的强度，合金最好加入必要量的锡。对于这个实施例的合金。在上文注明的范围内可任意变动的锡含量代之以有效量为约0.4%，以提高合金强度，而所有其它合金元素的范围在最广泛的实施例中与上面规定的相同。磷与磷化物形成物的总量之比变为从约0.24到约0.48。在某些情况下，磷与磷化物构成物总量之比可以减少到0，22。根据这个实例，锡的含量范围最好约为0.05%～0.35%而所有其它元素的含量与上文规定的优先选用的合金相同。令人惊奇的发现，对于这种优先选用的实施例的合金，磷与磷化物构成物总含量之比以一种严格的方式变化，以致其范围约在0.27～0.39之间。因此，提供一种改进的铜基合金用于电子工业，例如作为引线结构材料或连接件这是本发明的一个优点。

本发明还有一个优点是为这类应用提供这样一种改进的强度，而又保持了足够导电性和可成形性的合金。

这些和其它一些优点从下面的说明和附图中将看得比较清楚。

图1为电导率和磷与磷化物构成物总含量之比之间的关系;

图2为弯曲成形性和合金中锡的百分率之间的关系;

图3为无锡合金的电导率和磷与镁之比之间的关系;

图4为含锡合金的电导率和磷与镁之比之间的关系;

图5为本发明合金的电导率和硅含量之间的关系;

图6为电导率和磷与磷化物构成物总含量之比之间的关系曲线，与图1相比增加了数据点。

根据本发明，可从提供一种兼有强度高、导电性好、同时具有优良的耐软化性和可成形性的铜基合金，合金基本上含有约0.3%～1.6%的铁，同时多达一半的铁由一种元素（由镍、锰、钴及其混合物类中选择的）所置换;含有大约0.01%～0.20%的镁，大约0.10%～0.40%的磷;多达0.5%的从由锡、锑、及其混合物构成的物类中选择的一种元素;以及剩下的铜;但须磷与镁之比至少约为1.5，磷与磷化物构成物（镁｜铁｜镍｜锰｜钴）总含量之比范围在大约0.22～0.49之间。磷与镁之比最好至少约2.5，最低铁含量大于0.3%，例如至少0.35%或至少0.4%。

合金最好基本上含有约0.5%～1.0%的铁，而多达一半的铁由一种元素（从含镍、锰、钴及其混合物中选择的）所置换;大约0.15%～0.25%的磷;大约0.02%～0.1%的镁;多达0.35%的从含锡、锑、及其混合物的物类中选择的一种元素;以及剩下的铜，但须磷与镁之比范围大约在2.5～8.0之间，磷与磷化物构成物总量之比范围大约在0.25～0.44之间，最佳约为0.27～0.38。在某些情况下，磷与镁之比上限可提高到12，但是该比率范围最佳约为3.0～6.0。

本发明的合金也可以含有其它元素或杂质，它不会显著地降低其特性。

按照本发明的另一个可供选择的实施例，合金最好含有必要量的锡，以提高其强度。对于这一实施例的合金，锡含量在上面注明的范围内是任意选择的应代之以必要的添加量。这个可供选择的实施例的合金基本上含有约0.3%～1.6%的铁，而多达一半的铁由一种元素（从镍、锰、钴及其混合物构成的物类中选择的）所置换;含有大约0.01%～0.20%的镁;大约0.10%～0.4%的磷，为了提高合金的强度锡的实际含量多达0.4%，多达0.5%的锑;及剩下的铜;但须磷与镁之比至少约为1.5，磷与磷化物构成物（镁｜铁｜镍｜锰｜钴）总含量之比范围大约在0.24～0.48之间。某些情况下，磷与磷化物构成物鬃含量之比下限可降至0.22。

可供选择的实施例的合金最好基本上含有大约0.5%～1.0%的铁，而多达一半的铁由一种元素（从镍、锰、钴及其混合物构成的物类中选择的）所置换;含有大约0.15%～0.25%的磷;大约0.02%～0.1%的镁;大约0.05%～0.35%的锡;多达0.35%的锑;及剩下的铜;但须磷与镁之比范围大约在2.5～8.0之间，磷与磷化物构成物总含量之比范围大约在0.27～0.39之间，最佳约为0.28～0.37。

令人惊奇的发现，对于这种可供选择的实施例的合金，最好磷与磷化物构成物总含量之比与无锡合金相比有所改变。可供选择的实施例的合金也可以含有其它元素和杂质，它基本不降低其特性。

把磷降到这里规定的限度以下，降低了合金的强度。而把磷提高到这里规定的限度之上，又会造成加工的困难，包括在铸造和热轧中的破裂以及其它表面质量的损害。铁低于这里规定的限度降低了合金的强度。镁高于这里规定的限度反而影响了合金的导电性，镁含量很高时影响它的热轧性。在带有或不带有镍、锰、或钴的铁的含量低于这里规定的限度时，合金强度会受到有害的影响，如超过这里规定的限度，那么由于在铸造和热轧中的破裂使合金很难加工，损害了表面质量。

除前述以外，在本发明的可供选择的实施例中，锡含量高于这里所规定的会导致导电性严重下降，降低了弯曲成形性;锡含量低于这里规定的限度，造成强度降低。

如果磷与镁之比和磷与磷化物构成物总量之比不在这里规定的范围之内，那么合金的导电性会受到有害的影响。如图1所示，这些比率的范围被认为是严格的。图1中，上面的带1和曲线2是一系列有锡和无锡合金的磷与磷化物构成物总含量之比对电导率的曲线图。这个曲线图清楚地表明了这个比例对于所得合金的导电性的出乎意料的，令人惊奇的临界状态。上面的带1是无锡合金，下面的曲线2是含锡合金，锡含量在本发明的范围之内。研究了有关的曲线图后表明，锡提高了合金强度，而降低了电导率。令人惊奇的是，含锡合金的这种比率的较优值范围比无锡合金的范围窄。

本发明的合金被认为含有磷化物的混合物，含有磷化镁颗粒和含有或不含有镍、锰、钴或其混合物的铁的磷化物颗粒。显微结构由一些1～3微米大的磷化物颗粒和小于0.5微米的均匀分散的细磷化物颗粒组成。正如指出的一样，磷化物是含镁或含铁的化合物。从镍、锰、钴及其混合物构成的物类中选择的其它元素置换了一部分铁，据认为磷化镁没有改变，但磷化铁包括了添加的无论什么元素。

本发明的合金中当有锡或锑时，含有固体溶液强化剂，它仍溶解在铜母体中强化合金，但如同下面所示，电导率有些降低。据认为至少有两种磷化物的化合物在本发明的合金中形成，使其特性超过任一种化合物单独存在时将会具有的特性。

令人惊奇的发现，诸如铝和铬这样的元素，不但对于合金强度而且对合金导电性有不好的影响。例如，当铝的量大约为0.2%～0.25%时或铬的含量为0.4%～0.5%时，显示了不良的影响。还令人惊奇的发现，硅含量在0.20%～0.25%时，对合金的电导率有很坏的影响，而强度增加很少。

本发明的合金具有良好的焊接性和优于合金C19400的耐软化性，几乎与合金C19500同样良好。

图2是最小弯曲半径被厚度除对锡的重量百分率所作的曲线图。弯曲成形试验测量了最小半径，带材可弯曲90°而不破裂。横向弯曲特性是将弯轴垂直于轧制方向来测定的，测定了良好状况的弯曲特性;而纵向弯曲特性是将弯轴平行于轧制方向来测定的。最小弯曲半径（MBR）是带材可以弯成90°而不破裂的拉深模模口圆角半径，“t”是带材的厚度。在图2中，上面的曲线是弯曲的，而下面的曲线是纵向弯曲的。

当锡在本发明的合金中存在时，如图2所示，令人惊奇的发现，锡应当限制在小于0.4%，最好小于0.3%，以得到良好的弯曲成形性。如图2所示，高的锡含量对合金的弯曲成型性有不良影响。

本发明的合金可以根据下面的工艺加工。最好合金直接冷铸，温度至少在约1100～1250℃。已经发现，本发明的合金在铸块冷却过程中可能对晶界裂缝敏感。因此，特别是对大段铸件，最好以一定的方式控制后面的固化冷却，以从正常的直接冷却铸造冷却速度中降低冷却速度。铸造合金的特殊方法不构成本发明的部分内容。

得到的铸件在温度约850～980℃扩散加热大约1.5～4小时，接着进行热加工例如热轧制多次，以得到一般小于3/4″的所求尺寸。可以对合金再溶解，把合金置于炉中，在温度约900～980℃溶解析出的合金元素，接着迅速冷却，例如水淬。

进行过或者未进行过再溶解的合金，最好先碾磨，除去氧化皮，然后通过冷轧那样进行冷加工到中等尺寸，厚度大约减少10%～90%，最好减少30%～80%。冷轧后，最好进行退火，在金属温度约为400～800℃使金属软化近6小时的有效周期。在上述温度范围内带材用较高的温度较短的时间退火，而钟状（Bell）物退火用较低温度较长的时间。

而后，合金最好通过冷轧方式再次冷加工，以使厚度减少大约10%～90%，最好减少约为20%～80%。然后，合金最好在温度约为350～550℃退火大约126小时，这种退火最好是Bell退火。合金然后可以按要求轧制到最终的平整状态，厚度减少大约20%～80%，如果需要的话，也可以进行消除应力退火。

业已发现，在中间尺寸和准备作为终尺寸的退火，可以以一种方式控制，以便发生全部重结晶或部分重结晶。已经发现，部分重结晶是提高合金的相对强度的有效方法（屈服强度从大约5KSi提高到10KSi）而弯曲成形性稍有降低。已经发现本发明的合金的部分重结晶占约10%～80%，是在温度约为425℃～500℃的中间尺寸退火和在温度约为375℃～475℃的终尺寸退火实现的。

从研究下面的说明实例中将更容易理解本发明。

实例1

本例合金用木碳复盖，空气熔化和杜威勒浇铸（Durville）得到12磅的铸块6″×4″×1-3/4″，浇铸温度约为1125℃～1150℃。所得到的铸块在850℃～900℃扩散加热2小时，然后不用重新加热，经七次从1-3/4″轧制成0.4″。为了再溶解析出的合金元素，把带材放回炉中在850～900℃保温1小时后再水淬。然后碾磨带材去除氧化皮，冷轧成0.080″。以后把冷轧带材约在500℃～575℃退火2小时。再冷轧成0.040″，在大约450℃～500℃退火约2小时后，测量电导率。然后为进行特性测量，把材料最终轧制成0.010″。把0.010″的材料样品在300℃～550℃范围内的不同温度退火1小时，然后测量各自的维氏硬度值。由此确定抗软化性。

其组分列在表1A中的两种合金按上述加工，表1A中的合金3相应于工业合金C19600。在表1B中，把这三种合金与其它工业合金C19400，C19500和C19520做了比较。C19400的特性适于最终免除退火的弹簧回火材料，而C19500的特性适于-3/4-硬回头。这些工业合金的这些特殊回头一般是为引线结构材料规定的。表中列出了电导率值，抗拉特性和弯曲成形性。

很明显，本发明的这些合金与市售合金相比有所改善，本发明的合金1与铜合金C19400相比强度稍好，而导电性要好的多。通过比较合金1和合金3可以看到，镁的加入使得在电导率相似时大大改善了强度。

按照本发明另一个可供选择的实施例合金2与铜合金C19500相比，在相似的强度下，导电性要好得多。所有比较都基于总的类似的弯曲成形性的基础上。

表1A

合金1    铁    1.00%

镁    0.13%

磷    0.32%

铜    剩余

合金2    铁    0.99%

镁    0.13%

磷    0.33%

锡    0.25%

铜    剩余

合金3    铁    1.10%

磷    0.27%

铜    剩余

表1B    0.01″特性

合金    电导率%    0.2%屈服    抗拉强度    拉伸长    纵向    横向

IACS    强度KSi    KSi    度%    MBR/t    MBR/t

1    78.3    75    77    1.7    1.2    1.6

2    67.5    80    82    1.5    1.2    1.6

3    75.9    72    74    1.5    1.2    1.6

C19400    69    70    73    1.5    1.2    1.6

C19500    59    80    82    2.2    1.2    1.6

C19520    48    63    74    10.0    0.8    1.6

实例2

把其组分列于表2A的合金与表2B的合金1做比较。这合金按前面描述的参考实例1进行加工。表2B所示的结果，除了使用0.040″尺寸的退火电导率以外，其它与前面指出的相同。表2B数据表明，当镍或锰替换了合金的部分铁时，本发明的增强性仍被保持。

表2A

合金4    铁    0.67%

镍    0.30%

磷    0.25%

镁    0.09%

铜    剩余

合金5    铁    0.57%

镍    0.53%

磷    0.36%

镁    0.12%

铜    剩余

合金6    铁    0.68%

锰    0.33%

磷    0.29%

镁    0.10%

铜    剩余

合金7    铁    0.72%

镍    0.29%

磷    0.31%

镁    0.11%

锡    0.25%

铜    剩余

合金7a    铁    0.73%

钴    0.31%

磷    0.305%

镁    0.096%

锡    0.27%

铜    剩余

表    2B    0.010″的特性

合金    电导率    0.2%屈服    抗拉强度    拉伸长    纵向    横向

0.040″退火    的强度KSi    KSi    度%    MBR/t    MBR/t

%IACS

1    84.4    75    77    1.7    1.2    1.6

4    84.7    77    80    2.2    1.6    1.6

5    78.8    80    82    1.5    1.6    1.6

6    76.2    76    79    2.2    1.6    1.6

7    73.5    80    83    1.7    1.6    1.6

7a    70.2    84    86    2.2    1.6    1.6

实例3

在表3A的合金中按规定加入锡或锑的效果，由退火的0.040″尺寸的电导率和0.010″尺寸拉伸性质所表明。所有的合金基本上按参考实例1中描述的方法加工。研究表3B的结果可以看得很明显，锡在本发明范围内提供了较高的强度而电导率范围的降低是容许的。但是，根据本发明的另一个实施例，锡超过了范围对电导率产生非常有害的影响。

表3A

合金8    铁    1.09%

镁    0.13%

磷    0.37%

锡    0.50%

铜    剩余

合金9    铁    1.05%

镁    0.12%

磷    0.37%

锡    1.00%

铜    剩余

合金10    铁    1.02%

镁    0.11%

磷    0.36%

锑    0.28%

铜    剩余

表3B    0.010″的特性

合金    0.040″退火的    0.2%屈服强度    抗拉强度    拉伸长度

电导率    KSi    KSi    %

%IACS

1    84.4    75    77    1.7

2    73.5    80    82    1.5

8    58.3    89    91    1.7

9    47.0    94    97    2.0

10    71.3    85    87    1.5

实例4

这个例子把本发明前面描述的实例的几种合金的耐软化性与工业合金的作了比较。所有合金都是按参考实例1的描述加工的，它们的性质已在表1B和2B中表明。耐软化试验的结果在表4中表示。表4中的数据指出，本发明的合金耐软化性与铜合金C19400相比所改进，并接近于铜合金C19500。

表4

处理方法    合金1    合金2    合金7    C19400    C19500

收到的样品    179    190    186    168    189

300℃/小时    170    188    183    168    190

350℃/小时    166    177    183    170    -

370℃/小时    162    162    174    -    -

400℃/小时    118    135    145    73    167

425℃/小时    106    114    117    -    -

450℃/小时    100    109    116    74    94

500℃/小时    96.5    107    106    81    97

550℃/小时    96.5    106    101    72    94

实例5

这个例子把含铁和各种磷与镁之比的合金做了比较。列在表5A的合金都按前面描述的那样加工，除了合金12和14受到50%最后的冷轧压延达到0.010″。合金的总的性质在表5B中示出。显然，本发明的合金（磷与镁之比超过1.4）有较好的电导性和强度的结合。

表5A

合金11    铁    0.58%

镁    0.19%

磷    0.22%

铜    剩余

合金12    铁    0.71%

镁    0.30%

磷    0.25%

铜    剩余

合金13    铁    1.12%

镁    0.06%

磷    0.29%

铜    剩余

合金14    铁    0.88%

镁    0.26%

磷    0.36%

铜    剩余

参考图3和图4，一组曲线表明了一系列含锡和无锡合金的电导率和磷与镁之比关系。每条曲线都是依据在预定的磷与磷化物构成物总含量之比的范围内的合金的数据点。合金按本发明前述加工，某些数据点是依据按例1加工的合金样品，而其它数据点依据本发明加工处理的从工业铸块中取来的合金样品。

参考图3和图4，显然按照本发明磷与镁之比，在任何意义上都是临界的，最好至少为2.5。而且从图的研究中显而易见，对这些合金磷与镁之比和磷化物构成物总含量之比存在着相互关系。例如，参看图3，在磷与磷化物构成物总含量之比的低端是在本发明的最佳限度之外，可容许的磷与镁之比最好落在约25～6的非常窄的范围内。图3中其它曲线是磷与总磷比在最佳范围内，就那些合金而论磷与镁的可允许的范围宽得多，使得合金对磷与镁之比的变化变得不敏感。

参看图4，还表明了磷与磷化物构成物总量之比的影响。显然，磷与磷化物构成物总含量之比的最佳范围的上端使得可容许的磷与镁之比的范围变得稍有些窄。

很明显，从图3和图4的研究中看到磷与镁之比最好应至少2.5。维持3～6范围内这样的比率，应当使合金对磷与磷化物构成物总含量之比的影响变得不太敏感。在磷与磷化物构成物总含量之比的最佳范围内，磷与镁之比最好为25～8，最佳为3～6。

实例6

这个例子比较了具有不同的磷与磷化物构成物总含量之比（P/Me）的各种合金。除合金15是Cu-1.13%    Fe-0.11%    Mg-0.30P并且按例1加工外，这些合金在前面的实例中都列出了。电导率是0.040″测量的。

表6把电导率，屈服强度和弯曲成形性作为这个比例的函数进行了比较。结果表明，当该比率提高到0.32以上和降到0.24时，电导率降低。

虽然本发明的合金也可含有其它基本上不降低其特性的元素和杂质，除了附带的杂质外，最好不要含有象硅、铝和铬这类元素。

实例7

具有表7中示出组分的一组合金按例1的方法加工处理，其电导率以RF规测量，而RF规为最终压延之前的退火尺寸。表7中示出的合金有着不同的硅含量。退火状态的电导率对硅含量的关系的结果绘制在图5中。从图5的研究中显而易见，硅对电导率有非常不利的影响，因此，除了附带的杂质外，应当加以避免。

表7

硅对Cu-Fe-Mg-P合金的影响

合金    Fe    Mg    P    Si    Me/P    RFCa.%    IACS

A    .69    .053    .180    -    4.13    89.6

B    .63    .038    .173    .014    3.86    80.9

C    .66    .043    .175    .041    4.02    73.4

D    1.06    .12    .36    .23    3.28    39.6

根据本发明的合金，它不含锡因此有最高的电导率，有着作为半导体引线结构材料的特殊的用途。本发明的含锡合金，则强度较高，导电性稍有下降，因此特别适用于电连接件。

再参看图1，显而易见，基本无锡合金的磷与磷化物构成物总含量之比的最宽范围将达到约90%    IACS或更高的电导率，同样，在无锡实施例的比率的最佳范围将达到约80%    IACS或更高。就本发明另一个实施例的含锡合金而言，该比率的宽范围内达到约60%    IACS或更高，这个实施例较好范围内将达到约70%    IACS或更高，最佳范围内将达到约72%    IACS或更高。

图6是图1所示的图的增补图。图6增加了大量的数据点，是依据实例1加工处理的一组合金的数据或取自按本发明加工处理的一组工业铸块的数据。图1和图6的比较表明，曲线1和曲线2都代表了一个结果范围。在图6中示出的增加的数据不改变磷与磷化物构成物总含量之比的合适范围，这与本发明相符，尽管在某些情况下，根据增加的数据可能把含锡合金的范围的低限扩展到0.22。由于对所示合金来说，磷与镁之比范围很宽，就产生了图6中的带1和带2。磷与镁之比控制在本发明的适宜范围内应该得到趋向于带的上部的结果。

在这里使用的术语“屈服强度”，是指变形0.2%所测量的强度。术语“抗拉强度”是指极限拉伸强度。根据本发明，伸长是在2″尺寸长测量的，“KSi”一词是“每平行英寸数千磅”的缩略语。这里使用的工业铜合金牌号包括铜开发协会有限公司（Copper    Development    Associa-tion    Incorpoated    405    Lexingtion    Avenue，New    York，New    York    10017）的标准牌号。

本说明书中所指出的专利和出版物打算包括进去作为参考。

显然，按照本发明提供了改进的兼具强度和导电性的铜合金，充分满足了上文提出的目标、方法和优点。然而本发明结合着具体实施例已经作了描述，显然，许多替换、改进及变化对那些对前面描述的技艺精通的人员来说是很清楚的。因此，打算把所有的这些替换、改进和变化包括进去，将其归入在附加权项的精神实质和宽的范围之中。

Claims (15)

1、一种兼具高强度和高导电率的铜基合金，其特征在于主要由约0.3%～1.6%(全文均为重量百分比)的铁，而多达一半的铁由一种从含有镍、锰、铂、及其混合物中选择的元素所置换；约0.01%～0.2%的镁；约0.10%～0.40%的磷；多达约0.5%的一种从含锡、锑、及其混合物一类中选择的元素；以及剩余的铜，但须磷与镁之比至少约2.5，磷与磷化物构成物(镁｜铁｜镍｜锰｜钴)总含量之比范围约在0.22～0.49之间。

2、根据权项1所述的铜基合金，其特征在于所述合金基本上含约0.35%～1.0%的铁，而多达一半的铁由一种从含有镍、锰、钴及其混合物类中选择的元素所置换;含有约0.15～0.25%的磷;约0.02%～0.1%的镁;多达约0.35%的一种从含有锡、锑、及其混合物一类中选择的元素;以及其余的铜;但须磷与镁之比约在2.5～12.0之间，磷与磷化物构成物总含量之比范围约在0.25～0.44之间。

3、根据权项1所述的铜基合金，其特征在于锡以有效量存在，以提高合金的强度，多达0.4%，但须磷与磷化物构成物总含量之比范围在大约0.22～0.48之间。

4、根据权项3所述的铜基合金，其特征在于锡的含量为0.05%至约0.35%，但须磷与磷化物构成物总含量之比范围大约在0.27～0.39之间。

5、根据权项1或2所述的铜基合金，其特征在于构成一种引线结构。

6、根据权项3或4所述的铜基合金，其特征在于构成一种电连接件。

7、一种制造铜基合金的方法，其特征在于提供一种铜基合金，它基本上含有约0.3%～1.6%的铁，而多达一半的铁含量由一种从含镍、锰、钴及其混合物中选择的元素所置换;大约0.01%～0.20%的镁;大约0.10%～0.40%的磷;多达约0.5%的一种从含锡、锑及其混合物中选择的元素;和剩余铜;但须磷与镁之比至少约为2.5，磷与磷化物构成物（镁｜铁｜镍｜锰｜钴）总含量之比范围大约在0.22～0.49之间。

热加工所述的合金从起始温度约850℃到980℃使合金到所需的尺寸，

冷加工所述的合金从约10%～90%;以及

在温度大约400℃～800℃，将所述合金退火一有效的周期，以软化所述的合金，时间约6小时。

8、根据权项7所述的方法，其特征在于所述合金进一步冷加工从大约10%～90%，然后在温度约350℃～550℃退火。

9、根据权项7所述的方法，其特征在于所述合金进一步冷加工从大约20%～80%，以提供所需的平整。

10、根据权项7、8或9所述的方法，其特征在于所述的铁含量从至少约为0.35%～1.6%。

11、根据权项7、8或9所述的方法，其特征在于锡以有效量存在多达约0.4%，以提高合金的强度，但须磷与磷化物构成物总含量之比从大约0.22～0.48。

12、根据权项7、8或9所述的方法，其特征在于锡以0.05%的量存在，但须磷与磷化构成物总含量之比范围在大约0.27～0.39之间。

13、根据权项7所述的方法，所提供的改善了强度的合金，其特征在于所述的退火工序包含退火为部分结晶，所述的退火约在425℃～500℃进行，这样就提供了所述合金约10%～80%的重结晶。

14、根据权项13所述的方法，其特征在于所述合金进一步冷加工从约10%～90%，然后退火，以提供所述合金从约10%～80%的部分重结晶所述合金的重结晶，温度为约375℃～475℃。

15、根据权项9所述的方法，其特征在于还包括把所述合金变成半导体引线结构的工序。

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