DE2253994B2 - Kupfer-Eisen-Legierung für elektrische Letter - Google Patents
Kupfer-Eisen-Legierung für elektrische LetterInfo
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Description
25
Die Erfindung betrifft eine Kupfer-Eisen-Legierung mit höherer elektrischer Leitfähigkeit und größerer
Zugfestigkeit.
Für die Bedeutung des Kupfers in der Elektrotechnik ist seine hohe elektrische Leitfähigkeit bestimmend.
Für viele Verwendungszwecke ist jedoch reines Kupfer wegen seiner vergleichsweise niedrigen Zugfestigkeit
ungeeignet. Um die Festigkeit von Kupfer zu erhöhen, sind neben einer Wärmebehandlung auch zahlreiche
Legierungszusätze vorgeschlagen worden. Durch die Legierungszusätze wird allerdings die elektrische Leitfähigkeit
des Kupfers nicht unerheblich beeinträchtigt. Der Fachmann ist deshalb bestrebt, einen optimalen
Kompromiß zwischen elektrischer Leitfähigkeit einerseits und Zugfestigkeit andererseits von
Kupferlegierungen, die für elektrische Leiter verwendet werden, herzustellen.
Mittlere mechanische Festigkeiten und gute elektrische Leitfähigkeiten können durch verschiedene
Kupferlegierungen entweder durch Mischkristallverfestigung oder durch Ausscheidungshärtung erzielt
Werden. In neuerer Zeit ist eine Reihe von Legierungen mit höheren elektrischen Leitfähigkeiten als die von
binären Kupferlegierungen, jedoch mit entsprechender Zugfestigkeit entwickelt worden. Neben Kupfer mit
0,03% Mangan und 0.03% Zirkonium; Kupfer mit
©,25% Chrom, 0,10% Zirkonium und 0,04% Mangan; Kupfer mit 0,01 bis 0,12% Magnesium, 0,04 bis 0,08%
Phosphor und mindestens 0,04% Silber und Kupfer Init 0,04 bis 0,10% Zirkonium und 0,01 bis 0,03%
Phosphor (Elect. Rev., London 188, 1971, S. 477 bis 481) ist insbesondere aus der US-PS 30 39 867 eine
Kupferlegierung mit hoher Leitfähigkeit und Zugfestigkeit mit der Zusammensetzung 2,0 bis 3,0%
Eisen, höchstens 0,04% Phosphor, Rest Kupfer, bekannt.
Kupferlegierungen dieser Zusammensetzung haben im Ausgangszustand eine Zugfestigkeit von
etwa 50kp/mm2 und eine elektrische Leitfähigkeit von etwa 35 m/Umm2. Diese Legierungen werden voizugsweise
zu Knüppeln üblicher Größe vergossen und dann auf die übliche Stärke herabgewalzt. Nach der
Wärmeverformung kann man die Knüppel einer Losungsglühung
unterwerfen. Hierauf wird die Kupferleeierung zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit
bei niedrigerer Temperatur geglüht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine in
ihrer elektrischen Leitfähigkeit und Zugfestigkeit verbesserte Kupfer-Eisen-Legierung zu entwickeln, die
keine unerwünschte Grobkornbildung während des Glühens aufweist, und bei der die Werte für Leitfähigkeit
und Zugfestigkeit über einen relativ großen Temperaturbereich wenigstens bis 600 C bei kurzen Glühzeiten
nicht wesentlich absinken.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kupfer-Eisen-Legierung gelöst, die neben 1.5 bis
3,5% Eisen noch 0,01 bis 0,1 % Beryllium und die üblichen Verunreinigungen enthält. Der bevorzuge
Eisengehalt beträgt 1.8 bis 2,9%.
Alle Mengenangaben gelten in Gewichtsprozent.
Eine ähnlich gute Wirkung hinsichtlich elektrischer Leitfähigkeit und Zugfestigkeit wird erreicht, wenn
das Beryllium in gleicher Menge durch Magnesium oder Zirkonium ersetzt ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt und näher erläutert:
Um den Einfluß der verschiedenen Legierungselemente zu bestimmen, wurden folgende vier Legierungen
in einem elektrisch beheizten Widerstandsofen erschmolzen. Die erste Legierung gehört zum Stand
der Technik, während die Legierungen 2 bis 4 die Erfindung darstellen.
Fe
Mg
1 | 2,38 |
2 | 2.25 |
3 | 2,28 |
4 | 2,25 |
0,04
Bc
0.024
Zr
0.01
0.01
Cu
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
Die Legierungen wurden nach dem Gießen zu etwa 30 mm starken Platten bei einer Temperatur von 9(K)
bis 9500C auf 10 mm warmgewalzt, dann an der Luft
abgekühlt, danach auf 1,8 mm kaltgewalzt und anschließend 6 Stunden bei 480" C zwischengeglüht. Die
Endabwalzung betrug 40%. Die Zugfestigkeils- und elektrischen Leitfähigkeitswerte wurden sowohl für
den Ausgangszustand wie für den Zustand nach einer I72stündigen Glühung bei 300, 350, 500 und 550 C
ermittelt und mit den entsprechenden Werten der zum Stand der Technik gehörenden Kupfer-Eisen-Legierung
verglichen.
Ausgang
300 C
350 C 500 C
550 C
(kpmni2) Im/tlmm2) (kp/mm2l (mumm2) (kp mm2) !m/Umm2) (kp'mm2) (mumm2) (kpmrrr) (m 12mm2)
CuFe2P 49,0 34,0 49,0 34,5 49.0 35,0 40,5 35,5 41,3 33,0
CuFeZr 51.0 38.0 51.0 38.5 50.5 39,0 45,5 38,5 44,4 35.5
J 3 4
Fortsetzung
(kpmnvl im ümnri ikp mnrl im «imnvl Ikp mm'l imUmnrl Ikpmnrl im uinm') (kp mnfl (m Uinnr!
CuFeBe 51,0 37.5 51,0 38.0 50.5 38.5 42.5 38.5 41,3 35.0
CuFe2Mg 59,0 34.0 58,0 36.5 57.0 36,0 42.0 36.5 41.4 33,0
Eine vergleichende Gegenüberstellung der Werte dunüsgemäßen Legierungszusammensetzung gegenfür
die elektrische Leitfähigkeit und Für die Zugfestig- über der zum Stand der Technik gehörenden kupterkeit
zeiüt, daß die entsprechenden Werte der erlin- Eisen-Legierung verbessert werden konnten
Claims (3)
- Patentansprüche:!. Kupfer-Eisen-Legierung mit höherer elektrischer Leitfähigkeit und größerer Zugfestigkeit, bestehend aus"l,5 bis 3,5% Eisen. 0,01 bis 0,1% Beryllium, Rest Kupfer.
- 2. Kupfer-Eisen-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Beryllium durch die gleiche Menge Magnesium ei setzt ist.
- 3. Kupfer-Eisen-Legierung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß Beryllium durch die gleiche Menge Zirkonium ersetzt ist.
Priority Applications (9)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3613594A1 (de) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Tamagawa Kikai Kinzoku K.K., Tokio/Tokyo | Kupferlegierungs-leitermaterial fuer anschluesse von halbleitervorrichtungen |
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