ES2204790T3

ES2204790T3 - Aleacion de cobre que contiene plata.

Info

Publication number: ES2204790T3
Application number: ES01119160T
Authority: ES
Inventors: Andreas Bogel; Jorg Seeger; Hans-Achim Kuhn; John F. Breedis; Ronald N. Caron; Derek E. Tyler
Original assignee: Wieland Werke AG; Olin Corp
Current assignee: Wieland Werke AG; Olin Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: HK1042732A1; JP2008057046A; ATE252651T1; EP1179606A2; WO2002012583A1; EP1179606A3; CN1455823A; MXPA03000958A; CA2416574A1; US20020039542A1; HU0600421D0; AU2001284756A1; HU228707B1; US20040159379A1; PL196643B1; DE60101026D1; KR100842726B1; PL365670A1; CA2416574C; DE60101026T2

Abstract

Una aleación de cobre, que consiste esencialmente de, en peso: desde 0, 15% a 0, 7% de cromo; desde 0, 005% a 0, 3% de plata; desde 0, 01% a 0, 15% de titanio; desde 0, 01% a 0, 10% de silicio; hasta 0, 2% de hierro; hasta 0, 5% de estaño; y el resto es cobre y las impurezas inevitables.

Description

Aleación de cobre que contiene plata.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

Esta invención se refiere a una aleación de cobre que contiene plata. Más particularmente, la inclusión de una cantidad controlada de plata en una aleación de cobre que además contiene cromo, titanio y silicio da lugar a una resistencia mejorada a la relajación de esfuerzo y a propiedades de flexión isotrópicas mejoradas sin un efecto perjudicial sobre bien el límite elástico o la conductividad eléctrica.

2. Descripción de la técnica relacionada

Las aleaciones de cobre se conforman en numerosos productos que tiene la ventaja de la elevada conductividad eléctrica y/o la elevada conductividad térmica de las aleaciones. Una lista parcial de dichos productos incluye conectores eléctricos, sistemas de conexión, hilos eléctricos, tubos, papeles metalizados y polvos que se pueden compactar en productos. Un tipo de conector eléctrico es una estructura semejante a una caja formada mediante estampación de una forma definida previamente a partir de una banda de aleación de cobre y a continuación doblar la pieza estampada para formar el conector. Es necesario que el conector tenga resistencia elevada y conductividad eléctrica elevada. Además, el conector debe tener una reducción mínima en la fuerza normal como una función del tiempo y temperatura de exposición, denominada comúnmente resistencia a la relajación de esfuerzo.

Las propiedades importantes para un conector eléctrico incluyen el límite elástico (YS), la capacidad de conformación por flexión, la resistencia a la relajación de esfuerzo, el módulo de elasticidad, la resistencia máxima a la tracción (UTS) y la conductividad eléctrica.

Los valores objetivos para estas propiedades y la importancia relativa de las propiedades dependen de la aplicación que se piensa para los productos fabricados a partir de las aleaciones de cobre en cuestión. Las descripciones de las propiedades siguientes son genéricas para muchas aplicaciones previstas, pero los valores objetivos son específicos para las aplicaciones bajo el capó del automóvil.

El límite elástico es el esfuerzo al que un material exhibe una desviación especificada, típicamente una desviación de 0,2%, a partir de la proporcionalidad del esfuerzo y la deformación. Este es indicativo del esfuerzo al que la deformación plástica llega a ser dominante con respecto a la deformación elástica. Es deseable para las aleaciones de cobre utilizadas como conectores que tengan un límite elástico del orden de aproximadamente 550 MPa.

La relajación de esfuerzo (SR) llega a ser evidente cuando se aplica un esfuerzo externo a una banda metálica en servicio, tal como cuando la banda se carga después de haber sido flexionada en un conector. El metal reacciona mediante el desarrollo de un esfuerzo interno igual y opuesto. Si el metal se mantiene en una posición deformada, el esfuerzo interno decrecerá como una función tanto del tiempo como de la temperatura. Este fenómeno se produce debido a la conversión de la deformación elástica en el metal en plástica, o deformación permanente, mediante flujo microplástico.

Los conectores eléctricos a base de cobre deben mantener por encima de una fuerza de contacto umbral sobre un elemento de contacto durante tiempos prolongados para una buena conexión eléctrica. La relajación de esfuerzo reduce la fuerza de contacto por debajo del umbral lo que da lugar a un circuito abierto. Es un objetivo de las aleaciones de cobre para sus aplicaciones como conectores mantener al menos 90% del esfuerzo inicial cuando se expone a una temperatura de 150ºC durante 1000 horas y mantener el 85% del esfuerzo inicial cuando se expone a una temperatura de 200ºC durante 1000 horas.

El módulo de elasticidad, conocido también como módulo de Young, es una medida de la rigidez o la rigidez bajo carga de un metal y es la relación del esfuerzo a la deformación correspondiente en la región elástica. Puesto que el módulo de elasticidad es una medida de la rigidez bajo carga de un material, es deseable un módulo elevado, del orden de 150 GPa.

La capacidad de flexión determina el radio de flexión mínimo (MBR) que identifica cómo de fuerte se puede formar una flexión en una banda metálica sin fractura a lo largo de un radio exterior de la flexión. El MBR es una propiedad importante para los conectores cuando se conforman diferentes formas con flexiones a diversos ángulos.

La capacidad de conformación por flexión se puede expresar como, MBR/t, en la que t es el espesor de la banda de metal. La MBR/t es una relación del radio mínimo de curvatura de un mandril alrededor del cual se puede flexionar la banda metálica sin rotura. El ensayo del "mandril" se especifica en ASTM (American Society for Testing and Materials) designación E290-92, titulado Standard Test Method for Semi-Guided Bend Test for Ductility of Metallic Materials.

Es deseable que la relación MBR/t sea sustancialmente isotrópica, un valor similar en el "modo bueno", el eje de flexión perpendicular a la dirección de rodadura de la banda metálica, así como también en el "modo malo", el eje de flexión paralelo a la dirección de rodadura de la banda metálica. Es deseable que la relación MBR/t sea de aproximadamente 0,5 o inferior para una flexión de 90º y aproximadamente de 1 o inferior para una flexión de 180º.

Alternativamente, la capacidad de conformación por flexión para una flexión de 90º se puede evaluar utilizando un bloque que tiene una cavidad en forma de V y un punzón con una superficie de trabajo que tiene un radio deseado. En el método del "bloque en forma de V", una banda de la aleación de cobre en la estructura a ensayar está dispuesta entre el bloque y el punzón y cuando el punzón se mueve hacia abajo en la cavidad, la flexión deseada se conforma en la banda.

Relacionado con el método del "bloque en forma de V" es el método de "punzón de conformación" de 180ª en el que se usa un punzón con una superficie de trabajo cilíndrica para conformar una banda de aleación de cobre en una flexión de 180º.

Tanto el método de bloque en forma de V como el método del punzón de conformación se especifican en ASTM designación B820-98, titulado Standard Test Method for Bend Test for Formability of Copper Alloy Spring Material.

Para una muestra de metal dada, ambos métodos proporcionan resultados de la capacidad de flexión cuantificables y uno y otro método se pueden utilizar para determinar la capacidad de flexión de relativa.

La resistencia máxima a la tracción es una relación de la carga máxima que resiste una banda hasta su rotura durante un ensayo de tracción expresada como una relación de la carga máxima a la superficie de la sección transversal de la banda. Es deseable que la resistencia máxima a la tracción sea de aproximadamente 585-620 MPa.

La conductividad eléctrica se expresa en % de IACS (International Annealed Copper Standard) en la que un cobre sin alear se define como que tiene una conductividad eléctrica de 100% IACS a 20ºC. Es deseable que las aleaciones de cobre para conectores eléctricos de elevadas prestaciones tengan una conductividad eléctrica de al menos 7% IACS. Más preferiblemente, la conductividad eléctrica es de 80% IACS o superior.

Una aleación de cobre que se aproxima a las propiedades deseadas se designa por la Copper Development Association (CDA), Nueva Cork, NY, como C18600. La C18600 es una aleación de cobre-cromo-circonio que contiene hierro y se describe en la Patente de EE.UU. Nº 5.370.840. La C18600 tiene una composición nominal en peso de 0,3% de cromo, 0,2% de circonio, 0,5% de hierro, 0,2% de titanio y el resto cobre y las impurezas inevitables.

A lo largo de esta Solicitud de Patente, todos los porcentajes se expresan como porcentajes en peso a menos que se indique de otro modo.

Las propiedades mecánicas y eléctricas de las aleaciones de cobre son altamente dependientes de su tratamiento. Si la C18600 se somete a un recocido de envejecimiento, un laminado en frío del 33% y un recocido de liberación, la aleación consigue como propiedades nominales: una conductividad eléctrica de 73% IACS; un límite elástico de 620 MPa; una relación MBR/t de 1,2 en el modo bueno y de 3,5 en el modo malo utilizando el método del mandril (método de "flexión en rodillo"); y una pérdida del 20% del esfuerzo cuando se somete a 200ºC durante 1000 horas.

La Patente de EE.UU. Número 4.678.637 describe una aleación de cobre que contiene adiciones de cromo, titanio y silicio. Esta aleación, designada por la CDA C18070, tiene una composición nominal de 0,28% de cromo, 0,06% de titanio, 0,04% de silicio y el resto cobre y las impurezas inevitables. Cuando se trata mediante laminado en caliente, enfriamiento rápido y laminado en frío intercalados con uno o dos recocidos de campana, la aleación alcanza como propiedades nominales: una conductividad eléctrica de 86% IACS; un límite elástico de 496 MPa, una MBR del 90% de 1,6 t en el modo bueno y de 2,6 en el modo malo; y una pérdida del 32% del esfuerzo cuando se somete a 200ºC durante 1000 horas.

El Documento DE 196 00 864 C2 describe una aleación que contiene 0,1%-0.5% de cromo, 0,01%-0,25% de titanio, 0,01%-0,1% de silicio, 0,02%-0,8% de magnesio siendo el resto cobre y las impurezas inevitables. La adición de magnesio se describe como que mejora la resistencia de la aleación a la relajación de esfuerzo.

Una pequeña adición de plata, del orden de hasta 709 gramos por tonelada (0,085 por ciento en peso), permite que el cobre trabajado en frío mantenga su resistencia a temperaturas de hasta aproximadamente 400ºC según se describe en Silver-Bearing Copper por Finlay, 1968. Una aleación de cobre que contiene plata es designada por la CDA aleación de cobre C15500. La C15500 contiene 0,027-0,10% de plata, 0,04-0,08% de fósforo, 0,08-0,13% de magnesio y el resto cobre y las impurezas inevitables. La aleación se informa e el ASM Handbook como que tiene una conductividad eléctrica de 90% IACS en un estado de recocido, un límite elástico de 496 MPa en la estructura de resorte. La capacidad de conformación por flexión y la resistencia a la relajación de esfuerzo no se informan.

Mientras que las aleaciones de cobre descritas anteriormente alcanzan alguna de las propiedades deseadas para los conectores, permanece una necesidad para una aleación de cobre mejorada que se acerque más próximamente a los requerimientos objetivos y además, permanece una necesidad para caracterizar una aleación de cobre utilizando un sistema holístico que integre las múltiples propiedades deseadas identificadas por los usuarios en un único indicador de su comportamiento.

Sumario de la invención

De acuerdo con esto, es un objeto de la invención proporcionar una aleación base de cobre que es particularmente adecuada para las aplicaciones de conectores eléctricos. Es una característica de la invención que esta aleación base de cobre contenga cromo, titanio y plata. Todavía otra característica de la invención es que se pueden añadir hierro y estaño para promover el refino del grano y el incremento de la resistencia. Todavía otra característica de la invención es maximizar las propiedades eléctricas y mecánicas deseadas mediante tratamiento de la aleación que incluye las etapas de recocido en disolución, enfriamiento rápido, laminado en frío y envejecimiento. Todavía una característica adicional de la invención es que se utiliza un método holístico para las propiedades de la aleación para integrar las múltiples propiedades de la aleación por medio de factores ponderados mediante puntuaciones obtenidas por el usuario para las aplicaciones específicas de los conectores.

Es una ventaja de la invención que la aleación de la invención pueda ser tratada para tener un límite elástico en exceso de 550 MPa y una conductividad eléctrica en exceso de 80% IACS lo que hace la aleación particularmente útil para su conformación en conectores eléctricos tanto para las aplicaciones en la industria del automóvil como multimedia. Entre las propiedades ventajosas de la aleación de la invención están una resistencia mejorada a la relajación de esfuerzo a temperaturas elevadas de hasta 200ºC. Una ventaja todavía adicional es que una banda de metal conformada a partir de la aleación tiene una capacidad de conformación por flexión sustancialmente isotrópica y excelente capacidad de estampación lo que la hace particularmente útil para su conformación en los conectores tipo caja.

De acuerdo con la invención, se proporciona una aleación de cobre que consiste esencialmente en, en peso, desde 0,15% a 0,7% de cromo, desde 0,005% a 0,3% de plata, desde 0,01% a 0,15% de titanio, desde 0,01% a 0,10% de silicio, hasta 0,2% de hierro, hasta 0,5% de estaño, y el resto es cobre las impurezas inevitables.

De acuerdo con la invención se proporciona un procedimiento para conformar una aleación de cobre que tiene una conductividad eléctrica elevada, buena resistencia a la relajación de esfuerzo y propiedades de flexión isotrópicas. El procedimiento de la invención se puede realizar con las aleaciones de la invención según se describen aquí. Preferiblemente, el procedimiento incluye las etapas de someter a colada una aleación de cobre que contiene, en peso, desde 0,15% a 0,7% de cromo, adiciones de aleación deseadas adicionales, y el resto es cobre y las impurezas inevitables. Esta aleación de cobre se conforma en una banda que se somete a recocido en solución, mediante un procedimiento de recocido de la banda, a una temperatura desde 850ºC a 1030ºC durante desde 5 segundos a 10 minutos. Un tiempo de recocido preferido de la banda es desde 10 segundos a 5 minutos. A continuación la banda se enfría rápidamente desde una temperatura de al menos 850ºC a una temperatura de menos de 500ºC en a lo sumo 10 segundos. La banda enfriada rápidamente se lamina a continuación en frío a una reducción desde 40% a 99% de su espesor y a continuación se somete a recocido a una temperatura de entre 350ºC y 550ºC desde una hora a 10 horas.

Los objetivos, características y ventajas establecidos anteriormente llegarán a ser más evidentes a partir de la memoria descriptiva y de los dibujos que siguen.

En los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de flujo de las etapas de tratamiento para la fabricación de bandas a partir de la aleación de cobre de la invención.

La Figura 2 es un diagrama de flujo de las etapas de tratamiento para la fabricación de hilos metálicos o varillas a partir de la aleación de cobre de la invención.

Las Figuras 3 y 4 ilustran gráficamente el tamaño de grano recristalizado de dos aleaciones relacionadas de la invención como una función de la temperatura de recocido en disolución y del tiempo de recocido en disolución.

Descripción detallada

La aleación de la invención es particularmente adecuada para aplicaciones bajo el capó del automóvil en donde puede estar sometida a temperaturas ambientes elevadas así como también a corriente eléctricas relativamente elevadas que general un calentamiento I^{2}R. Además, la aleación es útil para aplicaciones multimedia, tales como ordenadores o teléfonos en donde la temperatura de servicio es más baja, típicamente del orden de 100ºC máximo, y se transportan señales de corrientes eléctricas relativamente bajas.

La aleación de la invención consiste esencialmente en:

desde 0,15% a 0,7% de cromo,

desde 0,005% a 0,3% de plata,

desde 0,01% a 0,15% de titanio,

desde 0,01% a 0,10% de silicio,

hasta 0,2% de hierro,

hasta 0,5% de estaño, y

el resto es cobre y las impurezas inevitables.

Un intervalo de aleación más preferido es:

desde 0,25%-0,60% de cromo,

desde 0,015%-0,2% de plata,

desde 0,01%-0,10% de titanio,

desde 0,01%-0,10% de silicio,

menos 0,1% de hierro,

hasta 0,25% de estaño, y

el resto es cobre y las impurezas inevitables.

Una composición de la aleación la más preferida es:

desde 0,3%-0,55% de cromo,

desde 0,08%-0,13% de plata,

desde 0,02%-0,065% de titanio,

desde 0,02%-0,08% de silicio,

0,03%-0.09% de hierro,

menos 0,05% de estaño, y

el resto es cobre y las impurezas inevitables.

Si la resistencia elevada es de importancia relativa particularmente elevada, entonces el contenido en titanio debe ser de 0,05% o más elevado. Si la conductividad eléctrica elevada es de importancia relativa particularmente elevada, entonces el contenido en titanio debe ser de 0,065% o inferior.

Cromo - Las partículas de cromo precipitan durante los recocidos de envejecimiento por medio de los cuales se proporciona envejecimiento-dureza y un incremento concomitante de la conductividad. Se cree también que el precipitado de cromo estabiliza la microestructura de la aleación mediante el retardo del crecimiento del grano a través del ensuciamiento en segunda fase de las juntas intergranulares. Se requiere un mínimo de 0,15% en peso de cromo para conseguir estos resultados beneficiosos.

Cuando el contenido en cromo excede del 0,7%, se alcanza el límite de solubilidad máxima del sólido en la aleación de cobre y se desarrolla un precipitado grueso en segunda fase. El precipitado grueso afecta perjudicialmente tanto a la calidad de la superficie como a las características de electrodeposición de la aleación de cobre sin un incremento adicional de la resistencia de la aleación. Se cree además que un exceso de cromo impacta perjudicialmente a la recristalización.

Plata - La plata promueve las propiedades de flexión isotrópicas mejorando de este modo la utilidad de la aleación para las aplicaciones de conectores eléctricos. Además, la plata incrementa la resistencia, particularmente cuando el contenido en cromo está en el extremo bajo, 0,3% o menos, de los intervalos especificados. Cuando la aleación está en el estado envejecido, la adición de plata mejora la resistencia a la relajación de esfuerzo a temperaturas elevadas.

Cuando el contenido en plata es inferior al 0,005%, los efectos beneficiosos no se comprueban completamente. Cuando el contenido en plata excede del 0,3%, el incremento de coste debido a la presencia de plata compensa los beneficios de su inclusión.

Titanio - El titanio mejora la resistencia a la relajación de esfuerzo e incrementa la resistencia de la aleación. Por debajo de 0,01% de titanio, estos efectos beneficiosos no se consiguen. El exceso de titanio tiene un efecto perjudicial sobre la conductividad eléctrica de la aleación, probablemente más que cualquiera de los otros elementos de la aleación. Para conseguir una conductividad eléctrica de al menos 80% IACS, el contenido en titanio se debe mantener en 0,065% o inferior. Para conseguir una resistencia elevada, el contenido en titanio se debe mantener en 0,05% ó más.

Silicio - El silicio mejora la resistencia a la relajación de esfuerzo y la resistencia de la aleación. Cuando el contenido en silicio es inferior al 0,01%, los efectos beneficiosos no se consiguen. Cuando el contenido en silicio excede del 0,1%, una pérdida de la conductividad eléctrica compensa cualquier ganancia en la resistencia a la relajación de esfuerzo.

Hierro - El hierro es una adición opcional que incrementa la resistencia de la aleación y mejora el refino del grano, tanto en su estado de tratada como de colada. El refino del grano mejora la capacidad de conformación por flexión. Sin embargo, un exceso de hierro disminuye excesivamente la conductividad eléctrica. Una conductividad eléctrica de 80% IACS es una consideración deseable, y por lo tanto el hierro se debe restringir por debajo del 0,1% de acuerdo con la composición la más preferida de la aleación.

Cuando está presente, la relación de hierro a titanio, en peso, está preferiblemente entre 0,7:1 y 2,5:1, y más preferiblemente entre 0,9:1 y 1,7:1 y lo más preferiblemente aproximadamente 1,3:1. Para algunas realizaciones, la relación de hierro a estaño, en peso, está preferiblemente entre 0,9:1 y 1,1:1 y más preferiblemente aproximadamente 1:1.

Estaño - El estaño es una adición opcional que incrementa la resistencia de la aleación, pero si está presente en una cantidad excesiva reduce la conductividad eléctrica y parece también que promueve la relajación de esfuerzo. De acuerdo con esto, el contenido de estaño en la aleación debe ser inferior al 0,5% en peso y preferiblemente inferior al 0,05% de estaño en la aleación cuando se requiere una conductividad eléctrica del 80% IACS.

Otras adiciones - Otros elementos pueden estar presentes en la aleación de la invención para conseguir las mejoras en las propiedades deseadas sin reducir significativamente propiedades deseables tales como la capacidad de conformación por flexión, la resistencia a la relajación de esfuerzo o la conductividad eléctrica. El contenido total de estos otros elementos es, para la mayor parte de ellos, inferior al 1% y preferiblemente inferior al 0,5%. Las excepciones a esta generalización se indican a continuación.

El cobalto se puede añadir como una relación 1:1, en peso, como sustituto para el hierro.

El magnesio se puede añadir para mejorar la capacidad de soldadura y la adhesión de la soldadura. El magnesio es también eficaz para la limpieza de la superficie de la aleación durante el tratamiento. Un contenido en magnesio preferido es desde aproximadamente 0,05% a aproximadamente 0,2%. El magnesio puede mejorar también las características de la relajación de esfuerzo de la aleación.

La capacidad de maquinado, sin una disminución significativa de la conductividad eléctrica, se puede mejorar mediante adición de azufre, selenio, telurio, plomo o bismuto. Estas adiciones que mejoran la capacidad de maquinado forman una fase diferente dentro de la aleación y no reducen la conductividad eléctrica. Los contenidos preferidos son de hasta 3% para el plomo, desde aproximadamente 0,2% a aproximadamente 0,5% para el azufre y desde aproximadamente 0,4% a 0,7% para el telurio.

Se pueden añadir agentes desoxidantes en cantidades preferidas desde aproximadamente 0,001% a aproximadamente 0,1%. Los agentes desoxidantes adecuados incluyen boro, litio, berilio, calcio y metales de las tierras raras bien individualmente o como una mezcla de metales. El boro, que forma boruros, es beneficioso ya que también incrementa la resistencia de la aleación. El magnesio, indicado aquí anteriormente, es también eficaz como un agente desoxidante.

Las adiciones que incrementan la resistencia, con una reducción de la conductividad eléctrica, incluyendo el aluminio y el níquel, deben estar presentes en cantidades de menos de 0,1%.

El circonio tiene una propensión a combinarse con el silicio y formar partículas gruesas de siliciuro de circonio. Por lo tanto, se prefiere que la aleación esté esencialmente libre de circonio, esto es circonio en cantidades de impurezas sólo.

El tratamiento de la aleación de la invención tiene un impacto significativo sobre las propiedades de la aleación de calibre acabado. La Figura 1 ilustra en un diagrama de bloques la secuencia de las etapas de tratamiento para conseguir el límite elástico, la capacidad de conformación por flexión, la resistencia a la relajación de esfuerzo, el módulo de elasticidad, la resistencia máxima a la tracción y la conductividad eléctrica deseada para la aleación de cobre en cuestión. Estas etapas de tratamiento se creen beneficiosas para cualquier aleación de cobre que contenga cromo.

La aleación se somete inicialmente a colada 10 mediante cualquier procedimiento adecuado. Por ejemplo, se puede fundir cobre para cátodos a una temperatura de aproximadamente 1200ºC en un crisol de fusión o en un horno en masa fundida con un recubrimiento de carbón vegetal. El cromo, y según se desee, los otros elementos de la aleación de titanio, silicio, plata y hierro se añaden a continuación a la masa fundida en la forma de aleaciones maestras apropiadas para una colada de una composición deseada. La colada puede ser vía un procedimiento continuo, tal como la colada en bandas o la colada en cintas, en el cual la colada deja la banda o la cinta con un espesor adecuado para su laminación en frío 12 con anterioridad al recocido en disolución 14. Este espesor de la colada es preferiblemente desde aproximadamente 10,2 mm a 25,4 mm y a continuación se lamina en frío a un espesor nominal de aproximadamente 1,14 mm.

Alternativamente, la aleación se puede colar 10' como un lingote rectangular y se separa en bandas mediante su laminación en caliente 16. Típicamente, la laminación en caliente será a una temperatura de entre 750ºC y 1030ºC y se usa para reducir el espesor del lingote algo por encima del espesor del recocido en disolución. La laminación en caliente puede ser en múltiples pasos y generalmente se usa para conformar una banda que tenga un espesor más elevado que el deseado para el recocido en disolución.

Mientras que el tratamiento se describe en términos de una banda de aleación de cobre que se trabaja mediante laminación en frío y en caliente, las aleaciones de cobre de la invención se pueden conformar también en varillas, hilos metálicos o tubos en cuyo caso, su trabajado será más probablemente en la forma de estirado o de extrusión.

A continuación de la laminación en caliente 16, la banda se enfría rápidamente con agua y a continuación se desbasta y se muele para separar cualesquiera revestimientos de óxidos. A continuación la banda se lamina en frío 12 a un calibre de recocido en disolución 14. La laminación en frío 12 puede ser en un único paso o múltiples pasos con recocidos intermedios si fuera necesario. Un recocido intermedio a una temperatura desde aproximadamente 400ºC a 550ºC durante desde aproximadamente cuatro horas a ocho horas produjo, al final del procedimiento, una resistencia de la aleación más elevada con granos finos, del orden de 10 micrómetros, y una estructura homogénea. Si la temperatura del recocido intermedio alcanza la completa homogeneización, la aleación al final del procedimiento tiene una resistencia más baja y filamentos de grano grueso. La omisión del recocido intermedio da lugar a una aleación al final del procedimiento con un tamaño de grano en el intervalo de 25 a 30 micrómetros. Para mejorar la estructura de grano recristalizada, se prefiere que la etapa de laminación en frío se imparta a la banda con un grado de trabajado en frío, tal como una reducción del 25%-90% en su espesor.

La aleación se somete a recocido en disolución 14 durante un tiempo y una temperatura eficaz para conseguir la recristalización completa sin crecimiento excesivo del grano. Preferiblemente, el tamaño de grano máximo se mantiene en 20 micrómetros o menos. Más preferiblemente, el tamaño máximo de grano es de 15 micrómetros o menos. El tiempo y la temperatura del recocido se deben seleccionar además para ser eficaces para conseguir la homogeneidad microestructural. Así, si el tiempo o la temperatura del recocido es demasiado bajo, se obtienen durezas y desviaciones estructurales desde una parte de la banda a la otra que dan lugar a propiedades de flexión no isotrópicas. Un tiempo y temperatura de recocido excesivos da lugar a un crecimiento del grano excesivo y a una capacidad de conformación por flexión mala. Como un intervalo amplio, el recocido en disolución 14 debe ser un recocido de la banda a una temperatura desde 850ºC a 1030ºC durante desde 10 segundos a 15 minutos. Más preferiblemente, el recocido en disolución 14 es a una temperatura desde 900ºC a 1000ºC durante desde 15 segundos a diez minutos y lo más preferiblemente desde 930ºC a 980ºC durante desde 20 segundos a cinco minutos.

La Figura 3 ilustra el efecto del tiempo y de la temperatura del recocido en disolución (SA) en la recristalización y crecimiento del grano para una aleación de cobre que tiene 0,40% de cromo. Los valores informados, tales como 10-15 \mum, son tamaños de grano. A una temperatura de 950ºC, la recristalización sin crecimiento indebido del grano se consigue en un tiempo de recocido desde aproximadamente 17 segundos a aproximadamente 35 segundos. A menos de 17 segundos existe una recristalización limitada. En exceso de 35 segundos, la aleación está completamente recristalizada pero se forman tamaños de grano de entre 20 y 25 micrómetros y cuando el tiempo excede de aproximadamente 40 segundos, se obtienen crecimientos rápidos del grano con granos en el intervalo de 30 micrómetros hasta 100 micrómetros.

La Figura 4 ilustra gráficamente el efecto del tiempo y la temperatura del recocido en disolución cuando la aleación contiene 0,54% de cromo y demuestra cómo el incremento del contenido en cromo amplía el intervalo aceptable del tiempo y de la temperatura del recocido. La recristalización con un tamaño de grano de 10 a 15 micrómetros se consigue en este caso a 950ºC con tiempos de aproximadamente 7 segundos hasta aproximadamente 45 segundos. Sin embargo, mientras que el tamaño de grano se controla muy bien, las partículas de cromo sin disolver llegan a ser más grandes degradando las propiedades de la aleación.

En referencia de nuevo a la Figura 1, la aleación sometida a recocido en disolución 14 se enfría rápidamente 18 a continuación para retener la homogeneidad microestructural. El enfriamiento rápido debe bajar la temperatura de la aleación desde la temperatura del recocido en disolución, mínimo 850ºC y preferiblemente en exceso de 900ºC, a por debajo de 500ºC en 20 segundos o menos. Más preferiblemente, la velocidad de enfriamiento rápido es desde 900ºC a menos de 500ºC en 10 segundos o menos.

Mientras que se pueden utilizar los recocidos en disolución múltiples 14 para la recristalización, se prefiere que exista un único recocido en disolución eficaz para la recristalización.

Después del enfriamiento rápido 18, la aleación se lamina en frío en reducción de espesor del 20 a 40% a 80% para conformar bandas o láminas. Para papeles metalizados, se prefiere una reducción espesor del laminado en frío en exceso del 90%, o preferiblemente de hasta 99%. Preferiblemente, la reducción en el espesor de la banda o lámina laminada en frío es desde 50% a 70%, y se efectúa mediante uno o más pases a través del molino de laminación para generar una banda trabajada duramente en frío.

A continuación a la aleación se le da un tratamiento de envejecimiento térmico 22. El tratamiento de envejecimiento térmico 22 puede ser en una etapa, o preferiblemente es en dos etapas. Se ha encontrado que la etapa de envejecimiento da lugar a una resistencia y conductividad eléctrica más elevadas y se cree que la capacidad de conformación por flexión se puede mejorar también mediante la etapa de envejecimiento. La primera etapa de envejecimiento, y sólo la etapa de envejecimiento si se efectúa en una única etapa, es a una temperatura desde aproximadamente 350ºC a aproximadamente 550ºC durante desde una a diez horas. Preferiblemente, la primera etapa de envejecimiento 22 es a una temperatura desde 400ºC a 500ºC durante desde una a tres horas.

Si el recocido de envejecimiento se efectúa en múltiples etapas, la segunda etapa de recocido 24 es a una temperatura desde aproximadamente 300ºC a aproximadamente 400ºC durante desde una veinte horas lo que da lugar a una conductividad eléctrica incrementada sin una pérdida en la resistencia. Preferiblemente, la segunda etapa de envejecimiento 24 es a una temperatura desde aproximadamente 350ºC a aproximadamente 420ºC durante desde cinco a siete horas.

La aleación se puede usar en el estado de recocido de envejecimiento cuando se requiere una resistencia mejorada a la relajación de esfuerzo, por ejemplo, en las aplicaciones en el automóvil. Después del recocido de envejecimiento, la aleación tiene un límite elástico de aproximadamente 470 MPa y una conductividad eléctrica de aproximadamente 80% IACS. Si se requieren todavía resistencias más elevadas, etapas de tratamiento adicionales pueden seguir a la etapa de recocido de envejecimiento 22 ó 24.

La banda de aleación de cobre sometida al recocido de envejecimiento se lamina en frío 26 a un espesor de calibre final, típicamente del orden de 0,25 mm a 0,35 mm, aunque es un objetivo para los conectores futuros tener un espesor del orden de 0,15 mm o menos. El material de la banda fina, por debajo de aproximadamente 0,15 mm, es también útil como un producto de papel metalizado de aleación de cobre. Generalmente, la laminación en frío 26 será en uno o más pasos a través de un molino de laminación con una reducción de su espesor entre 109% y 50%.

Después de la laminación en frío 26, existe un recocido de liberación del esfuerzo 28 a una temperatura de entre 200ºC y 500ºC durante desde 10 segundos a 10 horas. Preferiblemente, el recocido de liberación del esfuerzo 28 es a una temperatura de entre 250ºC y 350ºC durante desde 1 hora a 3 horas.

La Figura 2 ilustra en un diagrama de bloques un flujo de procedimiento particularmente adecuado para la fabricación de hilo metálico y varilla. La aleación de cobre de la invención se somete a colada 30 mediante cualquier procedimiento adecuado y se extruye 32 para formar una varilla con una forma de la sección transversal deseada, preferiblemente la forma de la sección transversal es circular. La extrusión en caliente es a una temperatura de entre 700ºC y 1030ºC y preferiblemente a una temperatura de entre 930ºC y 1020ºC.

La varilla extruída se enfría rápidamente 34 y a continuación se estira en frío (o se extruye en frío) 36 a una reducción en diámetro de hasta 98%. La varilla estirada se somete a continuación a recocido 38 a una temperatura desde 350ºC a 900ºC durante desde 1 minuto hasta 6 horas. La secuencia del estirado en frío 36 y del recocido 38 se puede repetir una o más veces adicionales y a continuación se estira en frío (o se extruye en frío) 40 a su calibre final.

Mientras que las propiedades individuales tales como el límite elástico, la resistencia a la relajación de esfuerzo y la conductividad eléctrica son individualmente importantes para caracterizar una aleación de cobre adecuada para su uso como un conector eléctrico, un valor holístico que integre múltiples propiedades relevantes es más útil. Este método holístico puede utilizar Quality Function Deployment, QFD. La QFD es una metodología para desarrollar una calidad de diseño dirigida a satisfacer al cliente y a continuación trasladar la demanda del cliente en los objetivos de diseño a usar a lo largo de la fase de producción. Se estudia al cliente para identificar aquellas propiedades las más importantes para la aplicación del cliente y para ordenar la importancia relativa de cada una de esas propiedades. El cliente identifica también un intervalo de valores para cada una de las propiedades deseadas desde un valor "decepcionante" mínimamente aceptable a "deseable" hasta "exagerado". La QFD se describe más completamente en dos artículos por Edwin B. Dean, Quality Function Deployment from the Perspective of Competitive Advantage, 1995. Ambos artículos se pueden descargar en:

http:// mijuno.larc.nasa.gov/dfc/qfd/cqfd.html.

La Tabla 1 muestra una lista de propiedades, puntuaciones e intervalos para una aleación de cobre prevista para su uso en aplicaciones del automóvil mientras que la Tabla 2 muestra propiedades, puntuaciones e intervalos similares para una aleación de cobre para su uso en una aplicación multimedia. La "puntuación" es sobre una escala de 1 a 10 significando 10 que el valor de la propiedad es de sumo valor mientras que 1 significa que el valor de la propiedad es de valor mínimo.

1

2

Las aleaciones de cobre de la invención son capaces de alcanzar un valor QFD en exceso de 50 (deseable) tanto para las aplicaciones del automóvil e industriales como para las multimedia lo que indica que un cliente encontrará la aleación de cobre en cuestión aceptable para ambas aplicaciones.

Mientras que se describe lo anterior en términos de la banda de aleación de cobre conformada en conectores eléctricos, la aleación y el tratamiento de la invención son igualmente adecuados para su conformación en sistemas de conexión. Los sistemas de conexión requieren buenas propiedades de flexión ya que los cables exteriores están flexionados en un ángulo de 90º para su inserción en un tablero de circuitos impresos. La estructura de grano fino y la ausencia de partículas gruesas hacen la aleación susceptible de un mordentado químico uniforme, un procedimiento usado en la formación de los sistemas de conexión.

Mientras que se describe lo anterior en términos de una aleación de cobre conformada en una banda, la aleación y el procedimiento de la invención son igualmente adecuados para su conformación en varillas, hilos metálicos y secciones para aplicaciones eléctricas. El requisito previo de elevada rigidez bajo carga se proporciona por el módulo de Young elevado, alrededor de 140 GPa, de la aleación. Se puede conseguir una conductividad más elevada y resistencia más elevada, a expensas de su capacidad de flexión, mediante extensión de la laminación o estirado intermedio hasta 98% de su espesor, y mediante adición de uno o más recocidos intermedios a una temperatura desde 350ºC a 900ºC durante desde 1 minuto a 6 horas.

Las ventajas de la aleación de cobre de la invención llegarán a ser más evidentes a partir de los ejemplos que siguen.

Ejemplos Ejemplo 1

Una aleación de cobre que tiene una composición nominal de 0,55% de cromo, 0,10% de plata, 0,09% de hierro, 0,06% de titanio, 0,03% de silicio, 0,03% de estaño y el resto cobre y las impurezas inevitables se fundió y se coló en un lingote. El lingote se trabajó y se laminó en caliente a 980ºC, se enfrió rápidamente y se trató a un espesor de la banda de 1,1 mm. La banda se cortó en un trozo de aproximadamente 300 mm de longitud, se sumergió en un baño de sal fundida a 950ºC durante 20 segundos, y a continuación se enfrió rápidamente con agua a la temperatura ambiente (nominalmente 20ºC). Las superficies de la banda cortada se molieron para separar los óxidos superficiales y a continuación se laminaron en frío a un calibre intermedio de 0,45 mm y se trataron térmicamente a 470ºC durante 1 hora seguidos de un tratamiento térmico a 390ºC durante 6 horas. Después de eso, el material de la banda se laminó a un calibre final de 0,3 mm y se sometió a un recocido de liberación de esfuerzo a 280ºC durante dos horas.

El producto final mostró las propiedades siguientes:

Límite elástico = 580 MPa;

Módulo de elasticidad = 145 GPa;

Radio de flexión a 90º 0 x t (método de bloque en forma de V, la inspección micrográfica reveló que no había fisuraciones);

Radios de flexión a 180º 0,8 x t (método del punzón de conformación, la inspección micrográfica reveló que no había fisuraciones);

Relajación de esfuerzo:

6% de pérdida de esfuerzo después de su exposición a 100ºC durante 1000 horas,

caída del 13% del esfuerzo después de su exposición a 150ºC durante 1000 horas, y

22% de pérdida del esfuerzo después de su exposición a 200ºC durante 1000 horas;

Resistencia máxima a la tracción 593 MPa; y

Conductividad eléctrica 79% IACS.

Esta aleación tenía una puntuación QFD para las aplicaciones del automóvil e industriales de 54, véase la Tabla 12 y para las aplicaciones multimedia de 64, véase la Tabla 11.

Ejemplo 2

Siete aleaciones de cobre que tienen las composiciones identificadas en la Tabla 3 se fundieron y se colaron como lingotes de 4,5 kg en moldes de acero. Después de su discriminación, los lingotes tenían un tamaño de 102 mm x 44,5 mm. Los lingotes fundidos se homogeneizaron térmicamente a 950ºC durante dos horas y a continuación se laminaron en caliente en seis pases a un espesor de 12,7 mm y se enfriaron rápidamente con agua. Después de su desbastado y molienda para separar el revestimiento de óxido, las aleaciones se laminaron en caliente a un espesor nominal de 1,14 mm y se trataron térmicamente en disolución a 950ºC durante 20 segundos en un horno de lecho fluidizado seguido de un enfriamiento rápido con agua.

A continuación la aleaciones se laminaron en frío a una reducción de espesor del 60%, en una secuencia de varios pases a un espesor de 0,46 mm y a continuación se sometieron a un doble recocido de envejecimiento que consiste en un primer recocido estático a 470ºC durante una hora seguido de un segundo recocido estático a 390ºC durante seis horas. Este tratamiento térmico endureció las aleaciones mientras que incrementó la conductividad sobre los valores laminados en frío sin recristalización de la microestructura. A continuación las aleaciones se laminaron en frío para una reducción del 33% de su espesor a 0,30 mm y se les proporcionó un tratamiento térmico de recocido de liberación de 280ºC durante dos horas. Según se muestra en la Tabla 4, la combinación nominal comercialmente favorable de 552 MPa de límite elástico y de conductividad eléctrica del 80% IACS se alcanzó con las aleaciones de la invención.

TABLA 3

3

TABLA 4

4

Las aleaciones O y E se trataron esencialmente del mismo modo que las aleaciones J308 y J310 excepto que la laminación en caliente empezó después de un recocido de homogeneización a 1000ºC durante 12 horas, el tratamiento térmico en disolución era a 900ºC durante 90 segundos en un baño de sal seguido de un enfriamiento rápido con agua y el tratamiento de envejecimiento era a 500ºC durante una hora. Las propiedades de tracción y de conductividad se obtuvieron en el estado como envejecido tanto a un calibre de 0,2 mm como a un calibre de 0,3 mm (Procedimiento B) y muestra (Tabla 5) el incremento en la resistencia proporcionado por la adición de plata a un nivel del 0,3% de cromo.

TABLA 5

5

Las aleaciones BT y BU se trataron esencialmente del mismo modo que las aleaciones O y E excepto que el tratamiento de envejecimiento consistió de un recocido de dos etapas con una primera etapa de 470ºC durante una hora y una segunda etapa de 390ºC durante seis horas. Las propiedades de resistencia a la tracción y de conductividad se midieron en el estado como envejecido y, según se pone de manifiesto en la Tabla 6, mostró una disminución de la relajación de esfuerzo (incremento en la resistencia a la relajación de esfuerzo) con una adición de plata a un nivel de 0,5% de cromo.

TABLA 6

6

Ejemplo 3

Las Tablas 7A y 7B muestran cómo tanto la composición como el procedimiento de la invención da lugar a flexiones mejoradas. Según se muestra en la Tabla 7A, cuando se somete a un tratamiento térmico en disolución (SHT) la aleación de la invención J310 tenía flexiones isotrópicas mientras que la aleación de control J306 libre de plata tenia algunas flexiones anisotrópicas. La aleación de control K005 cuando se trató con recocidos de campana (BA) con reducciones de laminado en frío intermedias, tenía flexiones anisotrópicas y más malas. La evaluación de la flexión de las aleaciones J306, J310 y K005 en la Tabla 7A era mediante el método del mandril que se ha encontrado que proporciona al menos valores de flexión 0,5 más elevados que mediante el método del bloque en forma de V.

En cuanto a las aleaciones K007 y K005 se trataron mediante las etapas de homogeneización a entre 850ºC y 1030ºC durante desde una a 24 horas, laminación en caliente a una temperatura de entre 600ºC y 1000ºC y a continuación enfriamiento rápido a una velocidad de enfriamiento de entre 50ºC y 1000ºC por minuto. Estas etapas fueron seguidas por laminación en frío hasta 99% con uno o dos recocidos de campana intermedios a una temperatura de 350ºC a 500ºC durante hasta 10 horas (procedimiento BA convencional). La Tabla 7B muestra que con el procedimiento BA convencional, la aleación K007 que contiene plata tenía mejores flexiones. La evaluación de la presión que se informa en la Tabla 7B era mediante el método del bloque en forma de V.

\newpage

La Tabla 7B muestra que se obtuvieron mejores flexiones para las aleaciones de la invención, K007 y K008, en comparación con la aleación comercial K005 cuando ambas se trataron bien mediante un procedimiento de recocido de campana (BA) convencional o mediante un procedimiento de tratamiento térmico en disolución (SHT). Se obtuvieron mejores valores de la capacidad de conformación por flexión e isotrópicos mediante el nuevo procedimiento (SHT) con respecto al procedimiento BA convencional.

TABLA 7A

7

TABLA 7B

8

Los cálculos que soportan la puntuación como una función del valor medido ilustran que la consecución de los requerimientos por diferentes aleaciones o estructuras debe ser susceptible de medida.

Para este propósito se pueden usar funciones matemáticas en forma de s. La puntuación de la consecución debería ser baja, por ejemplo 5%, en el límite decepcionante. Próxima a la propiedad deseable la puntuación debería alcanzar aproximadamente 50% y debería revelar un incremento o disminución acusados con pequeñas variaciones en la propiedad medida. En el límite de exageración los requerimientos están cumplimentados en exceso. La puntuación debería alcanzar el 95%. Las mejoras adicionales no pueden aumentar demasiado la satisfacción del cliente. Las variaciones en la propiedad deben dar lugar a sólo pequeñas variaciones en la puntuación.

Se usa una función de arco tangente w(f(x)) extrapolada para este propósito. La función está ligada a un valor más elevado (x_{max}) y más bajo (x_{min}) de la propiedad de interés. Aquí las puntuaciones w(f(x)) se fijan en cero y 100% respectivamente. Entre estos valores la puntuación f(x) de dos puntos dados se ajustará a la función s.

f(x) = 50 + (100/B)\bullet arco \ tangente \ (c1\bullet (x + c2))

Las constantes c1 y c2 se calculan a partir de los dos conjuntos de puntuaciones de (x1, f(x1)) y (x2, f(x2)). Estos ajustes se efectúan mediante decisión acerca de la característica adecuada de la puntuación.

w(f(x))= w(f(x_{min})) + (w(f(x_{max}))-w(f(x_{min}))) + (f(x)-f(x_{min}))/(f(x_{max})-f(x_{min}))

Cuando x es el valor real de la propiedad bajo escrutinio w(f(x)) proporciona la puntuación para esta propiedad.

Las puntuaciones holísticas para la totalidad de las propiedades se consiguen mediante multiplicación de las puntuaciones de cada propiedad de interés por el valor designado proporcionado por la QDF de su importancia relativa. Estos resultados se suman y se dividen por la suma de todos los valores de importancia relativa.

Mediante esta metodología, la puntuación global del comportamiento viene dada por un porcentaje con respecto a una solución 100% completamente exagerada. La solución ideal (foco) revelará un resultado de aproximadamente 50%. La puntuación global es una herramienta útil para comparar aleaciones y estructuras sobre una base lo más objetiva. Los valores utilizados para las aplicaciones multimedia se muestran en la Tabla 8 y para las aplicaciones en el automóvil en la Tabla 9.

9

10

La Tabla 10 ilustra que una aleación de cobre que tiene las propiedades nominales deseadas según se muestran en la Tabla 2 tiene una puntuación QDF de 51. La Tabla 11 ilustra que la aleación de cobre del Ejemplo 1 tiene un valor QDF de 64 para las aplicaciones multimedia y la Tabla 12 ilustra que la aleación tiene un valor QDF de 54 para las aplicaciones del automóvil e industriales.

Es evidente que se ha proporcionado de acuerdo con esta invención una aleación de cobre caracterizada por su elevada resistencia y su elevada conductividad que es particularmente adecuada para las aplicaciones de conectores eléctricos que satisface completamente los objetivos, medios y ventajas establecidos aquí anteriormente. Mientras que la invención se ha descrito en combinación con realizaciones y ejemplos específicos de la misma, es evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones serán evidentes a aquellas personas especializadas en la técnica a la luz de la descripción precedente. De acuerdo con esto, se pretende abarcar todas de dichas alternativas, modificaciones y variaciones como que caen dentro del espíritu y alcance amplio de las reivindicaciones adjuntas.

TABLA 10 Evaluación de los logros – aplicaciones multimedia

11

La flexión (Tablas 1, 2, 10, 11, y 12 se mide mediante el método del bloque en forma de V para la flexión a 90º y mediante el método del punzón de conformación para la flexión a 180º)

Comportamiento = Puntuación x Importancia relativa

Comportamiento global = \sumComportamiento

Máximo = Comportamiento global cuando todos los valores medidos son exagerados, véase las Tablas 1 y 2

Puntuación global = (Comportamiento global/Máximo) x 100

TABLA 11 Evaluación de la aleación del ejemplo 1 - aplicaciones multimedia

12

(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 12 Evaluación de la aleación del ejemplo 1 - aplicaciones del automóvil

13

Claims

1. Una aleación de cobre, que consiste esencialmente de, en peso:

desde 0,15% a 0,7% de cromo;

desde 0,005% a 0,3% de plata;

desde 0,01% a 0,15% de titanio;

desde 0,01% a 0,10% de silicio;

hasta 0,2% de hierro;

hasta 0,5% de estaño; y

el resto es cobre y las impurezas inevitables.

2. La aleación de cobre de acuerdo con la reivindicación 1, que consiste esencialmente de, en peso:

desde 0,25% a 0,6% de cromo;

desde 0,015% a 0,2% de plata;

desde 0,01% a 0,08% de titanio;

desde 0,01% a 0,10% de silicio;

menos de 0,1% de hierro;

hasta 0,25% de estaño; y

el resto es cobre y las impurezas inevitables.

3. La aleación de cobre de acuerdo con una u otra de la reivindicación 1 ó 2, que tiene un máximo de 0,065% de titanio.

4. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que tiene un mínimo de 0,05% de titanio.

5. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que consiste esencialmente de, en peso:

desde 0,3% a 0,55% de cromo;

desde 0,08% a 0,13% de plata;

desde 0,02% a 0,065% de titanio;

desde 0,02% a 0,05% de silicio;

desde 0,03% a 0.09% de hierro;

menos 0,05% de estaño; y

el resto es cobre y las impurezas inevitables.

6. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque una relación, en peso, de hierro a titanio, Fe:Ti, es desde 0,7:1 a 2,5:1.

7. La aleación de cobre de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque esa Fe:Ti es desde 0,9:1 a 1,7:1.

8. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque al menos una parte del hierro está reemplazado con cobalto sobre una base 1:1, en peso.

9. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que tiene un valor de Quality Function Deployment, QFD, en exceso de 50 tanto para las aplicaciones del automóvil como las multimedia.

10. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que contiene además desde 0,05% a 0,2%, en peso, de magnesio.

11. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, conformada en un conector eléctrico.

12. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, conformada en un sistema de conexión.

13. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, conformada en una varilla.

14. La aleación de cobre de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, conformada en un hilo metálico.

15. Un procedimiento para conformar una aleación de cobre que tiene elevada conductividad eléctrica, buena resistencia a la relajación de esfuerzo y propiedades de flexión isotrópicas, caracterizado por las etapas de:

someter a colada (10',30) una aleación de cobre que contiene, en peso, desde 0,15% a 0,7% de cromo y el resto cobre y las impurezas inevitables;

trabajar en caliente (16,32) dicha aleación de cobre a una temperatura de entre 700ºC y 1030ºC;

trabajar en frío (20,36) dicha aleación de cobre a una reducción de espesor desde 40% a 99% de su espesor; y

someter a recocido (22,38) dicha aleación de cobre en un primer recocido de envejecimiento a una temperatura desde 350ºC a 900ºC durante desde 1 minuto a 10 horas.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque en dicha colada (10',30) la aleación de cobre contiene además desde 0,005% a 0,3% de plata, desde 0,01% a 0,15% de titanio, desde 0,01% a 0,10% de silicio, hasta 0,2% de hierro y hasta 0,5% de estaño.

17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque dicho trabajo en caliente (16) es una laminación en caliente a una temperatura de entre 750ºC y 1030ºC para conformar una banda y un recocido en disolución (14) a una temperatura desde 850ºC a 1030ºC durante desde 10 segundos a 15 minutos seguido de un enfriamiento rápido (18) desde una temperatura en exceso de 850ºC a manos de 500ºC se interpone entre dicho trabajo en caliente (16) y dicho trabajo en frío (20).

18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque dicha laminación en caliente (16) es a una temperatura desde 900ºC a 1020ºC y es seguida por un enfriamiento rápido con agua.

19. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque dicha etapa de recocido en disolución (14) es un recocido de la banda a temperatura desde 900ºC a 1000ºC durante desde 15 segundos a 10 minutos.

20. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, que incluye un segundo recocido de envejecimiento (24) posterior a dicho primer recocido de envejecimiento (22) caracterizado porque dicho segundo recocido de envejecimiento es a una temperatura desde 300ºC a 450ºC durante desde una hora a 20 horas.

21. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado porque dicho primer recocido de envejecimiento (22) o dicho segundo recocido de envejecimiento (24) es a una temperatura desde 350ºC a 550ºC durante desde 1 hora a 10 horas.

22. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21, que incluye la etapa de conformar un conector eléctrico que tiene resistencia a la relajación de esfuerzo mejorada después de dicho segundo recocido de envejecimiento (24).

23. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, que incluye las etapas de laminación en frío (26) y de recocido de liberación del esfuerzo (28) después de dicho primer recocido de envejecimiento (22).

24. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 23, caracterizado porque dicha laminación en frío (26) después de dicho primer recocido de envejecimiento (22) es de 10% a 50% de reducción del espesor y dicho recocido de liberación del esfuerzo (28) es a una temperatura desde 200ºC a 500ºC durante desde 10 segundos a 10 horas.

25. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, que incluye las etapas de laminación en frío (26) y de recocido de liberación del esfuerzo (28) después de dicho segundo recocido de envejecimiento (24).

26. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizado porque dicha laminación en frío (26) después de dicho segundo recocido de envejecimiento (24) es para una reducción del 10% a 50% del espesor y dicho recocido de liberación del esfuerzo (28) es a una temperatura desde 200ºC a 500ºC durante desde 10 segundos a 10 horas.

27. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, que incluye la etapa de conformar un conector eléctrico a partir de dicha aleación de cobre después de dicho recocido de liberación del esfuerzo (28).

28. Un procedimiento para conformar una aleación de cobre que tiene elevada conductividad eléctrica, buena resistencia a la relajación de esfuerzo y propiedades de flexión isotrópicas, caracterizado por las etapas de:

someter a colada (10) una aleación de cobre que contiene, en peso, desde 0,15% a 0,7% de cromo y el resto cobre y las impurezas inevitables vía un procedimiento continuo por medio del cual dicha aleación de cobre es colada como una banda con un espesor desde 10,2 mm a 25,4 mm;

laminar en frío (12) dicha banda a un espesor eficaz para el recocido en disolución de la banda (14);

someter a recocido en disolución (14) dicha banda a una temperatura de entre 850ºC y 1030ºC durante desde 10 segundos a 15 minutos;

enfriar rápidamente (18) dicha banda sometida a un recocido en disolución (14) desde una temperatura en exceso de 850ºC a menos de 500ºC;

trabajar en frío (20) dicha aleación de cobre a una reducción del espesor desde 40% a 80% de su espesor; y

someter a recocido dicha aleación en un primer recocido de envejecimiento (22) a una temperatura desde 350º a 900ºC durante desde 1 minuto a 10 horas.

29. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27, caracterizado porque dicha etapa de colada (10') se conforma en un lingote rectangular que es reducido a una banda mediante laminación en caliente (16) seguida de una etapa de laminación en frío (12) que induce un trabajo en frío.

30. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizado porque en dicha etapa de laminación en frío (12) que induce un trabajo en frío dicha banda se reduce en su espesor desde 25% a 90%.

31. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 30, que incluye una etapa de recocido de liberación del esfuerzo (28), después de dicha etapa que induce el trabajo en frío (12), siendo dicha etapa de recocido de liberación de esfuerzo a una temperatura de 200ºC a 500ºC durante desde 10 segundos a 10 horas.

32. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 31, que incluye la etapa de conformar un conector eléctrico que tiene elevada resistencia y elevada conductividad eléctrica después de dicha etapa de recocido de liberación del esfuerzo (28).

33. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15, 16, y 20 a 27, caracterizado porque dicho trabajo en caliente (32) es la extrusión a una temperatura de entre 700ºC y 1030ºC para conformar una varilla de dicha aleación de cobre.

34. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 33, caracterizado porque dicha extrusión en caliente (32) es a una temperatura de entre 930ºC y 1020ºC y es seguida por un enfriamiento rápido con agua (34).

35. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 33 ó 34, caracterizado porque dicho trabajo en frío (36) es una extrusión con una reducción de espesor de hasta 98% y dicho recocido (38) es a una temperatura desde 350ºC a 900ºC durante desde 1 minuto a 6 horas.

36. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 35, caracterizado porque dichas etapas de trabajo en frío (36) y dicho recocido 38 se repiten al menos una vez adicional.

37. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 35 ó 36, caracterizado porque dicha varilla es extruída en frío (40) para una reducción de su espesor de hasta 98% después de una última de dichas etapas de recocido (38).

38. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 33 a 37, que incluye conformar un hilo metálico que tiene elevada resistencia y elevada conductividad eléctrica.

39. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27, caracterizado porque dicho trabajo en caliente es una laminación en caliente (16) a una temperatura de entre 750ºC y 1030ºC para conformar una banda y un recocido en disolución (14) a una temperatura desde 850ºC a 1030ºC durante desde 10 segundos a 15 minutos seguido de un enfriamiento rápido (18) desde una temperatura en exceso de 850ºC a menos de 500ºC se interpone entre dicho trabajo en caliente (16) y dicho trabajo en frío (20).

40. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27, y 39, caracterizado porque dicho primer recocido de envejecimiento (22) es a una temperatura desde 350ºC a 550ºC durante desde 1 hora a 10 horas.

41. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27, 39, y 40, caracterizado porque dicho primer recocido de envejecimiento (22) es a una temperatura desde 400ºC a 500ºC y un segundo recocido de envejecimiento es a una temperatura desde 350ºC a 420ºC.

42. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27, y 39 a 41, que incluye las etapas de laminación en frío (26) y el recocido de liberación del esfuerzo (28) después de dicho primer recocido de envejecimiento.

43. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 42, caracterizado porque dicha laminación en frío (26) después de dicho primer recocido de envejecimiento (22) es para una reducción del 10% al 50% del espesor y dicho recocido de liberación del esfuerzo (28) es a una temperatura desde 200ºC a 500ºC durante desde 10 segundos a 10 horas.