NL193947C - Metaallegering op basis van koper omvattende magnesium, fosfor en calcium voor de constructie van elektrische componenten alsmede werkwijze ter bereiding ervan. - Google Patents

Description

1 193947

Metaallegering op basis van koper omvattende magnesium, fosfor en calcium voor de constructie van elektrische componenten alsmede werkwijze ter bereiding ervan

De uitvinding heeft betrekking op een metaallegering op basis van koper, omvattende magnesium en fosfor 5 voor de constructie van elektronische componenten.

Een dergelijke metaallegering is bekend uit de Nederlandse terinzagelegging 7002516. Het is bekend dat talrijke elektronische componenten, die zowel mechanisch als thermisch zwaar belast worden, zoals onderdelen van schakelaars, "main-frames” (dat wil zeggen de frames, die de halfgeleiderplaten dragen, die microprocessoren en/of geheugenelementen vormen), ondersteuningsplaten in serie voor bus-eindstations, 10 thermostaatcontacten en dergelijke vervaardigd moeten worden met legeringen met gelijktijdig een grote buigzaamheid, een grote duurzaamheid en mechanische sterkte en hoge thermische en elektrische geleidbaarheid. Er bestaan heden ten dage op de markt zeer vele legeringen op koperbasis, die echter alle het nadeel hebben allen te zijn aangepast aan een specifieke toepassing waarvoor zij zijn ontwikkeld en dientengevolge is elk alleen geschikt voor de constructie van een of enkele van de bovenvermelde 15 componenten, hetgeen onbevredigend is. Bovendien bevat een groot aantal van dergelijke legeringen cadmium zodat hun bereiding een ernstige milieuverontreiniging inhoudt. Daarnaast is het grootste deel van dergelijke legeringen kostbaar, hetzij vanwege de in het bijzonder gebruikte zeldzame elementen, hetzij vooral vanwege de moeilijke processen voor het verkrijgen ervan, die een nauwkeurige deoxidatie, bijvoorbeeld uitgevoerd door middel van nauwkeurig in de juiste verhouding brengen van bijzondere 20 deoxiderende componenten vereisen. Het is bekend dat zeer kleine percentages zuurstof de thermische en elektrische geleidbaarheid van dergelijke legeringen drastisch verlagen en vooral het solderen ervan onmogelijk maken vanwege reacties, die tot bros worden met waterstof leiden. Het is eveneens bekend dat anderzijds de toevoeging van deoxiderende elementen met een grote affiniteit voor zuurstof, zoals fosfor, het probleem inhoudt van het nauwkeurig in de juiste verhouding brengen van het gehalte daarvan welke 25 afhankelijk is van het verwachte zuurstofgehalte, wanneer een drastische vermindering in de geleidbaarheid door vorming van vaste oplossingen en/of fosfaten dient te worden vermeden. De Nederlandse terinzagelegging 7002516 lost dit laatste probleem op een economische wijze op door middel van toevoeging van geringe percentages magnesium en fosfor aan de legering. Dit element verenigt zich met de overmaat fosfor onder vorming van een intermetallieke verbinding. Deze beperkt drastisch de hoeveelheid vrij P en/of 30 Mg in de matrix en vermijdt derhalve een daling in geleidbaarheid, zelfs bij aanwezigheid van onnauwkeurige verhoudingen P. Bovendien maakt de intermetallieke verbinding die ontstaat, de legering gevoelig voor harding door veroudering door precipitatie, hetgeen de mechanische eigenschappen ervan verbetert. Echter verschuift de legering, die het onderwerp van de genoemde terinzagelegging is, eenvoudig het probleem van de correcte verhoudingen van P tot Mg, met het enkele voordeel, dat de grenzen, waartussen de 35 hoeveelheid magnesium met betrekking tot de stoichiometrische verhouding kan variëren zonder schadelijk de geleidbaarheid te beïnvloeden, veel ruimer zijn dan die van de P en deze kunnen verder verbreed worden door ook aan de legering zilver (tot 0,2%) of cadmium (tot 2%) toe te voegen. Deze verdere toevoegingen, die altijd aanwezig zijn in legeringen, die commercieel op basis van deze terinzagelegging worden voortgebracht, houden duidelijk de nadelen van hoge kosten van uitgangsstoffen en het boven-40 vermelde risico van verontreiniging in. Bovendien lossen legeringen volgens de Nederlandse terinzagelegging 70.02.516 niet het technische probleem op van het beschikbaar maken van een legering die is aangepast aan verschillende toepassingen op het gebied van de elektronische componenten. Om deze reden moeten gebruikers van heden ten dage bekende legeringen voor elk type te vervaardigen component (geleidingsframe, contact, enz.) een legering maken met een bijzonder chemische samenstelling die 45 verschilt van die van de legeringen. Dit houdt duidelijk de onmogelijkheid in om een besparing op schaal te bewerkstelligen en het maakt bovendien het beheer van productie en voorraden ingewikkeld.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een nieuwe metaallegering op basis van koper, die eigenschappen van geleidbaarheid en mechanische sterkte heeft die voldoen aan de wisselende eisen van de gebruiker, waaraan heden ten dage alleen wordt voldaan door legeringen met verschillende 50 samenstelling. Tegelijkertijd zijn de maximumwaarden van de mechanische sterkte en geleidbaarheid van de nieuwe metaallegering bevredigend voor elektronische toepassingen, bezit de metaallegering een grote buigzaamheid en soldeerbaarheid, een groot productiegemak en wordt niet van cadmium gebruikgemaakt.

Dit doei wordt door de uitvinding bereikt, doordat de metaallegering ook calcium omvat, waarbij de metaallegering in gewichtsdelen 0,05 tot 1% magnesium, 0,03 tot 0,9% fosfor en 0,002 tot 0,04% calcium 55 bevat en de rest koper is, dat mogelijk verontreinigingen bevat, waarbij de gewichtsverhouding tussen magnesium en fosfor aanwezig in de legering tussen 1 en 5 ligt en, in combinatie, de gewichtsverhouding tussen magnesium en calcium aanwezig in de legering tussen 5 en 50 ligt.

193947 2

Een legering met een samenstelling die binnen deze grenzen ligt, heeft in feite, zoals experimenteel door aanvraagster is gevonden, hoge waarden voor de thermische en elektrische geleidbaarheid, een grote mechanische sterkte, grote bestandheid tegen vervorming, afwezigheid van brosheid, immuniteit voor spanningscorrosie en bros worden door waterstof, goede soldeerbaarheid en vermogen om aan warmte-5 behandelingen te worden onderworpen voor het voortbrengen van afscheiding aan de rand van de korrels van fijn onverdeelde intermetallieke verbindingen, zoals de legering geschikt is voor harding door verouderingsharding. Verrassenderwijze bezit een dergelijke legering bovendien het ongebruikelijke kenmerk van twee verschillende intervallen voor precipitatiebehandeling waarmee de legering, met absoluut identieke chemische samenstelling van de legerende elementen, betere mechanische dan wel geleidbaarheids-10 eigenschappen verkrijgen. Bovendien heeft de legering volgens de uitvinding in beide verschillende fysische toestanden na de hardingsbehandeling door veroudering in overeenstemming met de ene of de andere van de respectieve precipitatietemperatuurintervallen, het vermogen de mechanische eigenschappen ervan over een ruim traject te variëren, afhankelijk van de toestand van de harding door bewerking na walsen of koud-trekken.

15 Uit het Amerikaanse octrooischrift 4.337.785 is een metaallegering op basis van koper, omvattende magnesium, fosfor en calcium bekend. Deze legering wordt echter toegepast bij de constructie van drinkwaterleidingen.

De legering volgens de uitvinding is derhalve in hoofdzaak een metaallegering met een matrix op basis van 20 koper, die in de legering aanwezig is in gewichtspercentages groter dan 99% en die een nieuwe combinatie van legerende elementen bevat, bestaande uit magnesium, fosfor en calcium in speciale verhoudingen, die ze geschikt maken op zodanige wijze in wisselwerking te treden, dat er tussen en met het koper binaire, tertiaire en quaternaire intermetallieke verbindingen gevormd worden, waarbij de mogelijkheid van het bestaan van deze laatstgenoemden voor de eerste keer door de onderhavige uitvinding aan het licht wordt 25 gebracht. De legering bevat doelmatig ook tin, in gewichtspercentages, die tussen 0,03% en 0,15% variëren, bij voorkeur dichtbij de bovenste grens, en kan bovendien, evenals de onvermijdelijke sporen van een aantal elementen, in het bijzonder ijzer, die echter geen gevaarlijke verontreinigingen vormen, kleine hoeveelheden zirkoon en/of zilver, respectievelijk in percentages in de orde van grootte van 0,01-0,05 en 0,02-0,06 gew.% bevatten, met het doel de baktemperatuur te vergroten, en kleine hoeveelheden (niet 30 groter dan 0,01 gew.%) lithium en/of mangaan, gebruikt als ontzwavelingselementen, bevatten. De legering volgens de uitvinding heeft dus een nominale samenstelling betrokken op gewicht bestaande uit 0,22% Mg, 0,20% P, 0,01% Ca en 0,10% Sn, waarbij de rest Cu is, met inbegrip van mogelijke verontreinigingen. Deze nominale percentages van deze legeringselementen kunnen binnen relatief ruime grenzen variëren zonder de bovenbeschreven nieuwe eigenschappen van de legering te veranderen, en meer in het bijzonder kan 35 het magnesium variëren tussen 0,05 en 1 gew.%, kan de fosfor variëren tussen 0,03 en 0,90 gew.% en kan het calcium variëren tussen 0,002 en 0,040 gew.%, terwijl het tin tussen de reeds toegelichte grenzen kan variëren, maar bij voorkeur nooit minder dan 0,08 gew.% is. Hoewel de hiervoor beschreven nieuwe en apprecieerbare eigenschappen van de legering volgens de uitvinding ook verkrijgbaar zijn zonder de toevoeging tin, zodat de uitvinding in hoofdzaak verwijst naar een quaternaire legering Cu-Mg-P-Ca, dienen 40 penternaire legeringen Cu-Mg-P-Ca-Sn ook als een deel van de uitvinding te worden beschouwd, omdat verrassenderwijze is gevonden, dat het tin niet alleen de vloeibaarheid bij verhoogde temperatuur en de gietbaarheid van de legering van de uitvinding aanzienlijk verhoogt, maar ook direct kan deelnemen in de vorming van de intermetallieke verbindingen, waarvan hun betere eigenschappen afhangen. Deze laatstgenoemden worden door het tin verbeterd en het traject van mogelijke variatie in de verhoudingen van 45 de legerende elementen, in het bijzonder de deoxiderende fosfor en het defosforiserende calcium worden vergroot met betrekking tot de basische quaternaire legering, die vrij van tin is.

De legering volgens de uitvinding komt voort uit het onderzoek dat door aanvraagster is uitgevoerd, uitgaande van het openbaar gemaakte in de Nederlandse terinzagelegging 70.02.516, waaruit de tertiaire toestandsdiagrammen van Cu-Mg-Sn en Cu-Mg-Ca legeringen zijn ontwikkeld op basis van de onderzoekin-50 gen van Bruzzone (Less-Common Metals, 1971, 25, 361) en van Venturello en Fornaseri (Met. Ital., 1937, 29, 213) en van de onderzoekingen van W.THURY (Metall, 1961, deel 15, nov. blz. 1079-1081) die hebben laten zien, hoe koper door toevoegingen van fosfor kan worden gedeoxideerd zonder de geleidbaarheid te beïnvloeden, door middel van de verwijdering van de overmaat fosfor met toevoegingen van calcium, dat zich met fosfor verenigt onder vorming van calciumfosfaat, dat niet de geleidbaarheid vermindert. Op basis 55 van deze stand van de techniek hebben de technici van aanvraagster, bemoedigd door de theoretische mogelijkheid van Ca en Sn intermetallieke verbindingen met Mg en Cu te vormen, geprobeerd koper-legeringen voort te brengen met grote sterkte en geleidbaarheid en een goede soldeerbaarheid door middel 3 193947 van de toevoeging aan koper, voorafgaand gedeoxideerd volgens de methode van THURY met de toevoeging van P en Ca, van Mg en/of Sn in de hoop, dat een of beide van deze legerende elementen in staat zouden zijn met de mogelijke overmaat calcium te verbinden onder vorming van intermetallieke verbindingen daarmee of met het koper in de matrix. Op deze wijze werd gehoopt de resulterende legering 5 vatbaar te maken voor harding door verouderingsharding, dus voor het verkrijgen van een toename in de mechanische sterkte en tegelijkertijd werd gehoopt, zonder een beroep te doen op kostbare legerende elementen zoals zilver, het probleem van het in verhouding brengen van de deoxiderende elementen op te lossen. Beperkt tot dit laatste aspect was in feite het deoxiderende mechanisme, bewerkstelligd in de Nederlandse terinzagelegging 7002516 door middel van P en Mg niet bevredigend, doordat, zoals reeds 10 benadrukt, het niet het probleem van het controleren van het in verhouding brengen van de deoxiderende middelen ovenwon, maar eenvoudig dit minder ernstig maakte, in het bijzonder bij aanwezigheid van Ag in de legering. Anderzijds lag het gebruik van Ca in plaats van Mg als defosforiserend middel met betrekking tot achtergebleven P na de deoxidatie reeds van zichzelf voordeliger met betrekking tot het behoud van een grote geleidbaarheid en bood in elk geval de verdere theoretische mogelijkheid de twee methoden te 15 combineren door middel van de eliminatie van de residuen met een toevoeging van Mg, dat dezelfde voordelen geboden in de Nederlandse terinzagelegging 7002516 door de toevoeging van zilver of cadmium, zou kunnen bieden. Experimentele proeven uitgevoerd door aanvraagster hebben anderzijds laten zien, dat niet alleen de verwachte resultaten zijn verkregen, maar dat de wisselwerking tussen de legerende elementen zeer veel meer was dan verwacht en hield, vóór de precipitatiebehandeling, of eigenlijk reeds na 20 het vast worden van de legering na smelting, op voorwaarde dat bepaalde verhoudingen tussen de bestanddelen van de legering werden gerespecteerd, de vorming van geheel onverwachte en volledig niet voorzienbare intermetallieke verbindingen in, zoals een quaternaire CuMgPCa verbinding, die met een transmissie-elektronenmicroscoop is opgespoord en die afmetingen heeft in de orde van grootte van 0,4-0,5 micrometer. Dergelijke verbindingen werden ook vergezeld van sub-microscopische deeltjes van CuP, 25 CuPMg, PCa en CuMg opgespoord in de metaalmatrix met een aftastende elektronenmicroscoop met een vergroting van 6-9000. Naast de aanwezigheid van de intermetallieke verbindingen vóór de hardings-behandeling door veroudering, werd gevonden, dat er een verrassend gedrag van de legering was, hetgeen geheel nieuw en onverwacht is, dat wil zeggen, er waren twee temperaturen voor verouderingsharding of eigenlijk temperatuurintervallen, die van elkaar verschillend waren. In werkelijkheid heeft aanvraagster aan 30 het licht gebracht dat, bij de aanwezigheid van dergelijke onverwachte verbindingen tengevolge van de bijzondere samenstelling van de legering, deze ontvankelijk werd om niet aan één, maar aan twee verschillende verouderingsharding behandelingen bij verschillende temperaturen te worden onderworpen, waarna de legering volkomen verschillende eindeigenschappen aannam, terwijl zij geheel dezelfde oorspronkelijke samenstelling heeft. Een dergelijk geheel nieuw en verrassend gedrag in een legering op 35 basis van koper maakt het mogelijk besparingen op grote schaal, in het bijzonder in de industrie van elektronische componenten, te bewerkstelligen. In feite kan de legering van de uitvinding dankzij deze eigenschappen van zichzelf aan eisen voldoen die zelfs zeer van elkaar verschillend zijn, eenvoudig door de legering aan een verschillende hittebehandeling te onderwerpen, een behandeling, die vanwege haar eenvoud zelfs door de eindgebruiker kan worden uitgevoerd, die daarom grondstofelementen, die niet door 40 veroudering zijn gehard, kan opslaan en afhankelijk van de variabele behoeften, daarop een kunstmatige verouderingsharding bij verschillende temperaturen en een daaropvolgende koude, min of meer krachtige vervormingsbewerking zodanig kan uitvoeren, dat een eindproduct verkregen wordt met de van tijd tot tijd gewenste eigenschappen, iets, dat tot dusverre alleen verkrijgbaar is door verschillende legeringen van verschillende chemische samenstelling te gebruiken, die absoluut niet onderling uitwisselbaar zijn met 45 betrekking tot het eindgebruik. Dit fundamentele resultaat van de uitvinding wordt niet alleen verkregen door het realiseren van een koperlegering met het bovenbeschreven gehalte Mg, P en Ca, maar ook door ervoor te zorgen dat de verhoudingen tussen deze legerende elementen binnen bepaalde grenzen blijft, waarvoor bij de legering haar bijzondere eigenschappen verliest. In het bijzonder moet de gewichtsverhouding tussen het magnesium- en fosfor in de legering tussen 1 en 5 liggen en gelijktijdig, alsmede onder het respecteren 50 van deze primaire verhouding, dient de gewichtsverhouding tussen het magnesium- en calciumgehalte in de legering tussen 5 en 50 te liggen. De verbeterde resultaten worden verkregen met een gehalte calcium in de legering, die tussen 0,002 en 0,02 gew.% ligt en met een Mg/P gewichtsverhouding, die tussen 1 en 3 ligt in combinatie met een gewichtsverhouding Mg/Ca, die tussen 10 en 20 ligt. Verondersteld wordt dat deze begrenzingen overeenkomen met de noodzaak om binnen de legering bijzondere stoichiometrische 55 verhoudingen vast te stellen tussen de componenten in overeenstemming waarmee, en alleen waarmee, de eerstbesproken quaternaire intermetallieke verbindingen gevormd worden, die, zoals wordt verondersteld, bepaalt of aan de legering het vermogen is verleend verschillende mechanische eigenschappen in 193947 4 overeenstemming met de verschillende verouderingshardingstemperaturen aan te nemen. De aanwezigheid van CaP, CuMg en CuP vóór de precipitatie is in feite normaal, terwijl de aanwezigheid van CuMgP en CuCaMgP totaal onverwacht is en beschouwd kan worden als een gevolg te zijn van een partiële precipitatie die reeds tijdens de bewerking in de hitte heeft plaatsgevonden. Dientengevolge is het gerechtvaardigd 5 te denken dat tijdens de precipitatie, die na verouderingsharding plaats heeft, het CaP met CuMg reageert onder vorming van CuCaMgP, dat bij de randen van de korrels fijn gedispergeerd is. Voor de rest wordt de koperlegering volgens de uitvinding op een gebruikelijke wijze geproduceerd door smelten en daaropvolgend gieten, vervolgens bewerken van de vastgeworden legering door heetwalsen of extrusie bij een temperatuur, die tussen 860°C en 890°C ligt, vervolgens bewerken van de legering door koudwalsen of 10 trekken voor het verkrijgen van vermindering in doorsnede, die tussen 50% en 80% ligt, en daarna een kunstmatige verouderingsharding van de legering bewerkstelligt door een precipitatiebehandeling in de hitte die bestaat uit het handhaven van de legering gedurende een voldoende tijd op een temperatuur, die binnen een gekozen interval ligt, hetzij tussen 365°C-380°C, hetzij tussen 415°C—425°C, afhankelijk van het feit of het gewenst is respectieve betere mechanische of elektrische eigenschappen te verkrijgen.

15 De onderhavige uitvinding zal nu worden beschreven door middel van de volgende voorbeelden onder verwijzing naar de tekening, waarin: figuur 1 het gedrag van de legering volgens de onderhavige uitvinding in hete toestand toelicht en figuur 2 een vergelijkend diagram van het gedrag van de legering volgens de uitvinding en die van verschillende commerciële legeringen voor elektronische componenten is.

20

Voorbeeld I

In een gaskroesoven met een kroes van het type siliciumcarbide met een capaciteit van ongeveer 100 kg werden experimentele smelten uitgevoerd met beladingen van 70 kg koper van 99,9 ETP gesmolten onder een afdekkend vloeimiddel van borax met daaropvolgend gieten in met water gekoelde gietelingvormen met 25 een diameter van 220 mm. Vervolgens worden zij onder toevoeging van 1,1 kg koperfosfaat (85 gew.% Cu en 15 gew.% P) door middel van een gereedschap op de bodem van de kroes geplaatst, gedeoxideerd en vervolgens worden 2 hg Mg en 7 g Ca toegevoegd. Na monsters door analyse te hebben genomen wordt het gieten gevolgd door heet walsen (kortheidshalve aangeduid als HW) van de gietelingen tot een dikte van 11 mm, onder een temperatuur die tussen 860 en 890°C ligt. Na het walsen en het verwijderen van de 30 oppervlaktelaag van de aldus verkregen gietelingen om de geoxideerde laag te verwijderen, worden deze aan verschillende bewerkingscycli onderworpen, bestaande uit koudwalsen (kortheidshalve aangeduid als KW), zodanig uitgevoerd dat een vermindering in doorsnede veroorzaakt wordt, die tussen 50% en 80% ligt en een mogelijke kunstmatige verouderingshardingsbehandeling in de hitte, bestaande uit het aanhouden gedurende een bepaalde tijd van een temperatuur, die tussen 365 en 425°C ligt. De aldus verkregen 35 gietelingen werden uiteindelijk onderworpen aan hardheidsproeven (Vickers methode 100 g/7,62 cm) en standaard-geleidbaarheidsproeven volgens de IACS (International Annealed Copper Standard) regels, die de geleidbaarheid uitdrukken als een percentage van die van de IACS proefstrook bij 20°C, die zoals bekend een soortelijke weerstand van 1,7241 microöhm-cm voorstelt. De verkregen resultaten zijn in tabel A vermeld en laten het vermogen van de legering zien, met dezelfde chemische samenstelling, om verschil-40 lende fysische en mechanische eigenschappen volgens het type behandeling aan te nemen. Het vermogen van de legering om zacht worden in hete toestand te doorstaan is eveneens onderzocht. De verkregen resultaten (Vickers microhardheid na 1 uur bij de verschillende temperaturen) zijn in figuur 1 weergegeven.

TABEL A

45 —:-

Bewerking Elektrische geleid- Hardheid HV

baarheid % IACS

HW 60 70-90 50 HW + KW 67% 56 130-150 HW + KW 67% + 365°Cx1 u 68 155 HW + KW 67% + 380°Cx1 u 71 155 HW + KW 67% + 400°Cx1u 78 96,5 HW + KW 67% + 415°Cx1 u 81 88 55 HW + KW 67% + 425°Cx1 u 81 87,6 HW + KW 67% + 435°Cx1 u 81 86,7 5 193947 . TABEL A (vervolg)

Bewerking Elektrische geleid- Hardheid HV

baarheid % IACS

5 - ------------- HW + KW 67% + 450°Cx1 u 81 84,6 HW + KW 85% 52 160-170 HW + KW 85% + 415°Cx2u 80 92 HW + KW 85% + 425°Cx2u 82 90 10--

Voorbeeld II

Door zoals in voorbeeld I tewerk te gaan, maar dan in een industriële inductieoven met een capaciteit van 4 ton en verenigd met een semi-continue gietpositie en proportionele aanpassing van de hoeveelheden koper 15 en legerende elementen aan de verschillende capaciteit van de oven, worden gietelingen verkregen, die bij een temperatuur van 870°C heet gewalst worden tot een dikte van overal 11 mm. Vervolgens worden de aldus verkregen gewalste gietelingen verder koudgewalst met een vermindering in doorsnede van 50%, waarbij een gewalste gieteling met een dikte van 5,5 mm wordt verkregen. Deze wordt, na monsters te hebben genomen, in twee delen gescheiden, respectievelijk aangeduid met A en B en vervolgens behan-20 deld in een elektrische over met een verhittingscyclus, die twee uur verhitting, twee uur handhaven van de temperatuur en vijf uur koelen inhoudt. Deel a wordt bij 425°C behandeld, terwijl deel B bij 370°C wordt behandeld. Elk deel wordt na de hittebehandeling verder onderverdeeld tot subgroepen, aangegeven met de nummers 1,2 en 3. Subgroep 1 wordt koudgewalst met een vermindering in doorsnede van 20%, op zodanige wijze dat een milde harding door bewerking wordt voortgebracht. Subgroep 2 wordt tot een 25 vermindering in doorsnede van 45% zodanig gewalst, dat een grotere harding door bewerking verkregen wordt (semi-harde toestand), terwijl subgroep 3 tot een vermindering van 98% op een zodanige wijze wordt gewalst, dat de gewalste gieteling sterk door bewerking wordt gehard (harde toestand). Monsters worden genomen van de delen A en B vóór de verdere walsbewerking en uit elke subgroep 1, 2 en 3 na het walsen en worden aan de normale proeven van mechanische sterkte en geleidbaarheid onderworpen. De verkregen 30 resultaten zijn in de tabellen B en C weergegeven.

TABEL B - Eigenschappen van de legering na verouderingsharding

Type A Type B

35 ---—

elektrische geleidbaarheid (*) 80% IACS 70% IACS

thermische geleidbaarheid (kJ/um°C) 1149 1006 dichtheid (kg/dm3) 8,796 8,796 40 (*) Uitgedrukt als een percentage van de geleidbaarheid van de International Annealed Copper Standard proefstrook bij 20%.

TABEL C - Eigenschappen van de legering na hittebehandeling en walsen 45 Type proefstrook Trek- Buig- A% HV Aantal Elektrische sterkte sterkte afwisse- geleidbaar- N/mm2 N/mm2 lende heid %

vouwen IACS

50 A 1 350 260 21 100 20 80 A 2 460 420 8 140 15 78 A3 550 510 2 160 10 76 B 1 472 428 15 150 26 70 B 2 550 480 4 170 15 68 55 B 3 710 650 13 190 6 63 193947 6

Voorbeeld III

Door zoals in voorbeeld II tewerk te gaan, wordt drie ton van een legering geproduceerd met de volgende samenstelling in gewichtsprocenten: 5 0,25% Mg 0,20% P 0,01% Ca 0,10% Sn rest Cu.

De voortgebrachte legering wordt in twee delen onderverdeeld, aangegeven met ’’type A” en ’’type B” en aan verschillende wals- en verouderingshardingscycli onderworpen uitgevoerd zoals in voorbeeld II. De verkregen gewalste gietelingen werden vervolgens zoals in voorbeeld II onderzocht en de verkregen 10 resultaten werden in grafische vorm uitgezet en vergeleken met de gedragingen, opnieuw uitgedrukt in grafische vorm, van enkele van de voornaamste koperlegeringen voor elektronisch gebruik, die thans op de markt zijn. Het resultaat is in figuur 2 uitgezet. Daaruit kan worden afgeleid dat de legering van de uitvinding met absoluut dezelfde chemische samenstelling, verschillende fysische eigenschappen kan aannemen volgens het type bewerking waaraan zij is onderworpen (delen van het ’’type A” en van het ’’type B”) 15 waarbij zij zelf posities blijkt in te nemen, die alleen bedekt worden door bekende legeringen met een volledig verschillende samenstelling (en niet een verschillende behandeling). In het bijzonder is de legering van de uitvinding bewerkt volgens de cyclus aangeduid in voorbeeld II voor ’’type A” en aangeduid met de referentie LM1108 B in gedrag dichtbij dat van de legering Wieland K72 (0,3 Cr - 0,15 Ti - 0,02 Si - Cu), terwijl dezelfde legering bewerkt volgens de cyclus aangegeven in voorbeeld II voor ’’type B” en aangeduid 20 met de referentie LM1108 A een gedrag heeft, dat dichtbij dat van de legering Olin C197 (0,6 Fe - 0,05 Mg - 0,20 P - mogelijk 0,23 Sn - Cu) is.

Voorbeeld IV

Door exact tewerk te gaan zoals in voorbeeld I, worden legeringen met verschillende chemische samenstel-25 ling bereid om de invloed van het gehalte van de verschillende legerende elementen te onderzoeken. De voortgebrachte monsters die eerst onderworpen worden aan een hete extrusie bij 870°C op een zodanige wijze dat de diameter tot 24,5 mm wordt teruggebracht en vervolgens koud worden getrokken om de diameter tot 14,5 mm terug te brengen, worden vervolgens.door veroudering gehard bij verschillende temperaturen en daarna onderzocht met een standaard-geleidbaarheidsproef en met een Vickers hardheids-30 proef. De verkregen resultaten zijn in tabel D aangegeven.

TABEL D - Invloed van de legerende elementen

Legerende elementen Hitte- Geleid- HV

35 (gew.%) (rest Cu behan- baarheid 99,9 ETP) deling

Mg P Ca Sn Ag 40 0,22 0,20 0,0056 0,15 0,03 365°Cx1u 67 155 0,22 0,20 0,0056 0,15 - 365°Cx1u 66 155 0,22 0,20 0,0070 0,08 - 365°Cx1u 69 155 0,20 0,02 - - 365°Cx1u 88 50 0,20 0,20 0,02 - - 365°Cx1u 68 154 45 0,20 0,20 0,02 - - 380°Cx1u 71 154 0,20 0,20 0,02 - - 415°Cx1u 81 87,5 0,20 0,20 0,02 0,10 - 415°Cx1U 82 88 0,29 0,22 0,0258 0,10 - 415°Cx1u 81 88 0,22 0,25 0,025 0,10 - 380°Cx1u 74 155 50 0,22 0,25 0,025 0,10 - 415°Cx1u 75 152 0,22 0,18 0,05 0,10 - 380°Cx1u 71 151 0,22 0,18 0,05 0,10 - 415°Cx1u 71 149 1 0,90 0,04 0,15 - 380°Cx1u 72 155 1 0,90 0,04 0,15 - 415°Cx1u 81 90 55--—--—— ----

Claims (7)

1. Metaallegering op basis van koper, omvattende magnesium en fosfor, voor de constructie van elektronische componenten, met het kenmerk, dat de metaallegering ook calcium omvat, waarbij de metaallegering 5 in gewichtsdelen 0,05 tot 1% magnesium, 0,03 tot 0,9% fosfor en 0,002 tot 0,04% calcium bevat en de rest koper is, dat mogelijk verontreinigingen bevat, waarbij de gewichtsverhouding tussen magnesium en fosfor aanwezig in de legering tussen 1 en 5 ligt en, in combinatie, de gewichtsverhouding tussen magnesium en calcium aanwezig in de legering tussen 5 en 50 ligt.

2. Metaallegering volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de legering voorts een hoeveelheid tin tussen 10 0,03 en 0,15 gew.% bevat, waarbij de rest koper is.

3. Metaallegering volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de legering voorts 0,01 tot 0,05 gew.% zirkoon bevat, waarbij de rest koper is.

4. Metaallegering volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de legering voorts 0,02 tot 0,06 gew.% zilver bevat, waarbij de rest koper is.

5. Metaallegering volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de legering voorts tot 0,01 gew.% lithium bevat, waarbij de rest koper is.

6. Metaallegering volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de legering voorts tot 0,01 gew.% mangaan bevat, waarbij de rest koper is.

7. Werkwijze voor het verkrijgen van een metaallegering op basis van koper volgens een van de voor-20 gaande conclusies, door smelten en daaropvolgend gieten, vervolgens bewerken van de vastgeworden legering door heetwalsen of extrusie bij een temperatuur, die tussen 860 en 890°C ligt, vervolgens bewerken van de legering door koudwalsen of trekken voor het verkrijgen voor een vermindering in doorsnede, die tussen 50% en 80% ligt, en daarna een kunstmatige verouderingsharding van de legering, bewerkstelligt door een precipitatiebehandeling in de hitte die bestaat uit het handhaven van de legering 25 gedurende een voldoende tijd op een temperatuur, die binnen een gekozen interval ligt, hetzij tussen 365-380°C, hetzij tussen 415-425°C, afhankelijk van het feit of het gewenst is respectievelijk betere mechanische of elektrische eigenschappen te verkrijgen. Hierbij 1 blad tekening