DE2253994B2 - Kupfer-Eisen-Legierung für elektrische Letter - Google Patents

Kupfer-Eisen-Legierung für elektrische Letter

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DE2253994B2 DE19722253994 DE2253994A DE2253994B2 DE 2253994 B2 DE2253994 B2 DE 2253994B2 DE 19722253994 DE19722253994 DE 19722253994 DE 2253994 A DE2253994 A DE 2253994A DE 2253994 B2 DE2253994 B2 DE 2253994B2
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    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026—Alloys based on copper
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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
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
Au^anu 3(KI C 350 C 5'W C 550 C
(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)

  1. 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. 2. Kupfer-Eisen-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Beryllium durch die gleiche Menge Magnesium ei setzt ist.
  3. 3. Kupfer-Eisen-Legierung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß Beryllium durch die gleiche Menge Zirkonium ersetzt ist.
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SE7314952A SE395720B (sv) 1972-11-04 1973-11-02 Koppar-jernlegering med hog elektrisk ledningsformaga och hog draghallfasthet

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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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GB1445451A (en) 1976-08-11
BE806874A (fr) 1974-04-30
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