PL193301B1 - Stop na bazie miedzi oraz sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi - Google Patents

Stop na bazie miedzi oraz sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi

Info

Publication number
PL193301B1
PL193301B1 PL353734A PL35373400A PL193301B1 PL 193301 B1 PL193301 B1 PL 193301B1 PL 353734 A PL353734 A PL 353734A PL 35373400 A PL35373400 A PL 35373400A PL 193301 B1 PL193301 B1 PL 193301B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
alloy
amount
magnesium
copper
Prior art date
Application number
PL353734A
Other languages
English (en)
Other versions
PL353734A1 (pl
Inventor
Ashok K. Bhargava
Original Assignee
Waterbury Rolling Mills
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waterbury Rolling Mills filed Critical Waterbury Rolling Mills
Publication of PL353734A1 publication Critical patent/PL353734A1/pl
Publication of PL193301B1 publication Critical patent/PL193301B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

1. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, ze zawiera magnez w ilosci od okolo 0,01% do okolo 0,25% wagowych, fosfor w ilosci od okolo 0,01% do okolo 0,2% wagowych, srebro w ilosci od okolo 0,001% do okolo 0,1% wagowych, zelazo w ilosci od okolo 0,01% do okolo 0,25% wago- wych, a reszte stanowi miedz i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop zawiera czastki fosforku magnezu, o rozmiarze czastek w zakresie od okolo 500 do okolo 2000 angstremów, oraz czastki fos- forku zelaza, które obejmuja gruboziarniste czastki fosforku zelaza, o rozmiarze tych czastek w zakre- sie od okolo 1000 do okolo 2000 angstremów, oraz drobniejsze czastki fosforku zelaza, o rozmiarze tych czastek w zakresie od okolo 250 do okolo 600 angstremów. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest stop na bazie miedzi oraz sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi, w szczególności stopu zawierającego miedź, magnez i fosfor, który wykazuje przewodnictwo elektryczne wynoszące przynajmniej 90% IACS (International Annealed Copper Standard, międzynarodowa norma miedzi wyżarzonej) oraz posiada wysoką wytrzymałość.
Wiadomo, że miedź wzmacnia się przez stapianie jej z różnymi pierwiastkami. Z bardzo nielicznymi wyjątkami dodatki te obniżają przewodnictwo elektryczne niewspółmiernie do podwyższenia wytrzymałości na rozciąganie. Czysta miedź, która osiąga maksymalną wytrzymałość na rozciąganie rzędu 4200 kG/cm3 (60 ksi), wykazuje przy tej wytrzymałości przewodnictwo elektryczne wynoszące 100% IACS. Czysta miedź wykazuje więc wartość współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo, wynoszącą 6000 jednostek (60 x 100). Mosiądze, jedna z najstarszych grup stopów miedzi, są wprawdzie zdolne do uzyskania wysokiej wytrzymałości, wynoszącej 7312 kG/cm2 (104 ksi), ale najczęściej kosztem dużego obniżenia przewodnictwa. Mosiądz łuskowy, najpopularniejszy z mosiądzów, wykazuje wartość współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo, wynoszącą poniżej 3000 jednostek. Inne stopy, takie jak brązy i stopy miedzi z niklem, wykazują wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo znacznie niższe, niż czysta miedź.
Stopy o niskiej zawartości dodanych pierwiastków, których przewodnictwo elektryczne wynosi około 90% IACS, wykazują najlepsze kombinacje wytrzymałości i przewodnictwa. Na przykład z miedzi z dodatkiem cyrkonu można wytwarzać taśmy o wytrzymałości 4900 kG/cm2 (70 ksi) i odpowiednio o przewodnictwie elektrycznym, wynoszącym 90% IACS. Wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo tych stopów osiągają maksymalnie około 6300 jednostek. Bardzo trudno jest jednak wytwarzać te stopy, wykazujące bardzo duże zmiany własności a nie wykazujące dobrej odkształcalności.
Stopy zawierające magnez i fosfor są znane w branży. Na przykład patent USA nr 3,677,745 Finlaya i in. przedstawia stopy miedzi, zawierające od 0,01 do 5,0% wagowych magnezu, od 0,002 do 4,25% wagowych fosforu, a resztę stanowi miedź. Patent ten przedstawia również stopy miedzi z magnezem i fosforem, zawierające ewentualnie dodatki srebra i/lub kadmu w ilościach odpowiednio od 0,02 do 0,2% oraz od 0,01 do 2% wagowych.
Stopy typu Finlaya i in. osiągają następujące własności: wytrzymałość na rozciąganie (T.S.) 2
6327 kG/cm2 (90 ksi) z przewodnictwem 70% IACS (współczynnik wytrzymałość x przewodnictwo = 6300), T.S. 3866 kG/cm2 (55 ksi) z przewodnictwem 95% IACS (współczynnik wytrzymałość x przewodnictwo = 5225) oraz T.S. 5625 kG/cm2 (80 ksi) z przewodnictwem 70% IACS (współczynnik wytrzymałość x przewodnictwo = 5600.
Takie stopy stanowią najlepsze kombinacje wytrzymałości i przewodnictwa, w niektórych przypadkach przewyższające kombinację czystej miedzi. Stopy te wykazują dobrą odkształcalność, ale ich wytrzymałość cieplna jest ograniczona. Stopy o wysokim przewodnictwie używa się w takich zastosowaniach, w których są one wystawione na działanie wysokich temperatur przez krótkie okresy czasu. O ile stopy te są zdolne do zachowania znacznej części swojej wytrzymałości w 377°C (710°F), to tracą niedopuszczalnie dużą część swojej wytrzymałości, gdy są poddane działaniu tak wysokich temperatur, jak 427°C (800°F), nawet przez kilka minut.
Patent USA nr 4,605,532 Knorra i in. przedstawia stopy, które zawierają zasadniczo od około 0,3 do 1,6% wagowych żelaza, przy czym do połowy zawartości żelaza zastępują je nikiel, mangan, kobalt i ich mieszaniny, od około 0,01 do około 0,2% wagowych magnezu, od około 0,10 do około 0,40% fosforu, do około 0,5% wagowych cyny lub antymonu oraz ich mieszanin, a resztę stanowi miedź. Stopy Knorra i in. wykazują wysoki stosunek fosforu do magnezu, który wynosi przynajmniej 1,5:1, a korzystnie powyżej 2,5:1. Wynikiem tego jest fakt, że o ile cały magnez w stopach Knorra i in. jest prawdopodobnie związany z fosforem, to inne pierwiastki, takie jak żelazo i kobalt, będą w dużych ilościach pozostawały w roztworze. W konsekwencji będzie obniżało się przewodnictwo elektryczne. Stopy Knorra i in. zawierają ponadto gruboziarniste cząstki o rozmiarach w zakresie od 1 do 3 mikronów. Wskutek tego stopy Knorra i in. będą wykazywały słabszą plastyczność, odkształcalność, wytrzymałość cieplną oraz niższe wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo.
Patent USA nr 4,427,627 Guerleta i in. dotyczy stopów miedzi, zawierających zasadniczo od 0,10 do 0,50% wagowych kobaltu, od 0,04 do 0,25% wagowych fosforu, a resztę stanowi miedź. Kobalt i fosfor dodaje sięw ten sposób, aby stosunek kobaltu do fosforu zawierał sięw zakresie między 2,5:1 oraz 5:1, a korzystnie między 2,5:1 oraz 3,5:1. Część kobaltu można zastąpić niklem i/lub żelazem, nikiel i żelazo nie mogą jednak występować w ilościach większych niż 0,15%, przy czym nikiel występuje w ilościach
PL 193 301 B1 mniejszych niż 0,05% wagowych, a żelazo występuje w ilościach mniejszych niż 0,10% wagowych. Stopy Guerleta i in. mogą zawierać jeden lub większą liczbą następujących dodatków: od 0,01 do 0,35%, korzystnie od 0,01 do 0,15% wagowych magnezu; od 0,01 do 0,70%, korzystnie od 0,01 do 0,25% wagowych kadmu; od 0,01 do 0,35%, korzystnie od 0,01 do 0,15% srebra; od 0,01 do 0,70, korzystnie od 0,01 do 0,2% wagowych cynku; oraz od 0,01 do 0,25%, korzystnie od 0,01 do 0,1% wagowych cyny. Stopy według tego rozwiązania wykazują tę wadę, że nie tworzą cząstek fosforku magnezu i/lub fosforku żelaza o określonych rozmiarach, w celu polepszenia takich własności fizycznych jak odkształcalność, plastyczność i wytrzymałość cieplna, zachowując wysokie własności wytrzymałościowe i przewodnictwo elektryczne.
Patent USA nr 4,750,029 Futatsuka i in. przedstawia materiały przewodnikowe na bazie miedzi do urządzeń półprzewodnikowych. Materiały te zawierają zasadniczo od około 0,05 do około 0,25% wagowych cyny, od 0,01 do 0,2% wagowych srebra, od 0,025 do 0,1% wagowych fosforu, od 0,05 do 0,2% magnezu, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia. Stosunek P/Mg zawiera sięw zakresie od 0,60 do 0,85, tak, aby tworzyć związki magnezu i fosforu lub Mg3P2. Stopy tego typu najczęściej odznaczają się niską wartością współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo.
Inne stopy miedzi, magnezu i fosforu przedstawiono w japońskim dokumencie patentowym 55-47337 oraz japońskim dokumencie patentowym 59-20439. Dokument patentowy '337 przedstawia stopy miedzi, zawierające od 0,004 do 0,7% fosforu, od 0,01 do 0,1% magnezu, od 0,01 do 0,5% chromu, a resztę stanowi miedź. Stopy tego typu wykazują przewodnictwo elektryczne w zakresie od 80 do 90% IACS w stanie wyżarzonym, ale wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo są niższe od żądanych. Patent '439 przedstawia stopy miedzi, zawierające od 2 do 5% żelaza, od 0,2 do 1% magnezu, od 0,3 do 1,0% fosforu, a resztę stanowi miedź. Stopy tego typu mają wysokie własności wytrzymałościowe oraz bardzo niskie przewodnictwo elektryczne.
Japoński dokument patentowy 53-19920 dotyczy stopów miedzi, zawierających od 0,004 do 0,04% fosforu, od 0,01 do 2,0% jednego lub większej liczby pierwiastków spośród magnezu, krzemu, manganu, arsenu i cynku, a resztę stanowi miedź. Wprawdzie stopy o tych zakresach wykazują wysokie przewodnictwo elektryczne w granicach od 80 do 90% IACS, ale wadą ich są niskie własności wytrzymałościowe.
Patent USA nr 2,171,697 Hensela i in. dotyczy stopów miedzi, magnezu i srebra. Srebro występuje w ilościach od 0,05 do 15%, natomiast magnez występuje w ilościach od 0,05 do 3%. Patent ten na pierwszej stronie zauważa, iż stopy miedziowo-magnezowe, zawierające małe udziały berylu, wapnia, cynku, kadmu, indu, boru, glinu, krzemu, tytanu, cyrkonu, cyny, ołowiu, toru, uranu, litu, fosforu, wanadu, arsenu, selenu, telluru, manganu, żelaza, kobaltu, niklu i chromu, można ulepszyć przez dodanie srebra w wyżej wymienionych ilościach. Oczywiście w tym rozwiązaniu nie tworzą się fosforki magnezu, i/lub fosforki żelaza w celu zapewnienia bardzo pożądanego zestawu fizycznych własności.
Opis patentowy USA nr 5,868,877 Olin Corporation ujawnia stopy miedzi, żelaza, magnezu i fosforu, mające taki sam skład, jak dotychczasowe stopy Olin C197. Firma Olin opracowała również nowe stopy, oznakowane numerami 19710 i 19720, które weszły na rynek. Stopy te zawierają fosfor, magnez, żelazo, nikiel, kobalt i/lub mangan, ale nie zawierają srebra. Stop 19710 zawiera od 0,03 do 0,6% wagowych magnezu, od 0,07 do 0,15% fosforu, od 0,05 do 0,40% żelaza, maksymalnie 0,1% niklu wraz z kobaltem, 0,05% manganu, a resztę stanowi miedź. Stop 19720 zawiera od 0,06 do 0,20% magnezu, od 0,05 do 0,15% fosforu, od 0,05 do 0,50% żelaza, a resztę stanowi miedź. Stop oznakowany numerem 19720 według opublikowanych danych wykazuje przewodnictwo elektryczne, wynoszące 80% IACS w miękkim stanie, oraz wytrzymałość na rozciąganie od 4200 do 4920 kG/cm2 (od 60 do 70 ksi) w stanie twardym.
Mimo istnienia tych stopów nadal występuje zapotrzebowanie na stopy, które wykazują wysokie przewodnictwo elektryczne, wysokie własności wytrzymałościowe oraz znakomitą plastyczność, odkształcalność i wytrzymałość cieplną.
Celem wynalazku jest ustanowienie stopów na bazie miedzi, zdolnych do osiągania wytrzymałości na rozciąganie około 5620 kG/cm2 (80 ksi) i wykazujących przewodnictwo elektryczne, wynoszące 90% IACS lub wyższe, jak też stopów, które wykazują taką samą lub lepszą odkształcalność, jak podobne stopy na bazie miedzi, oraz takie same stosunki R/T (promienia do grubości) przy zginaniu, oraz stopów, które zapewniają lepszą plastyczność i wytrzymałość cieplną.
Według wynalazku, stop na bazie miedzi charakteryzuje się tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wago4
PL 193 301 B1 wych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu, o rozmiarze cząstek w zakresie od około 500 do około 2000 angstremów, oraz cząstki fosforku żelaza, które obejmują gruboziarniste cząstki fosforku żelaza, o rozmiarze tych cząstek w zakresie od około 1000 do około 2000 angstremów, oraz drobniejsze cząstki fosforku żelaza, o rozmiarze tych cząstek w zakresie od około 250 do około 600 angstremów.
Korzystnie, stop zawiera dodatek magnezu w ilości od około 0,07% do około 0,15% wagowych.
Korzystnie, stop zawiera dodatek żelaza w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, zwłaszcza zawiera dodatek żelaza w ilości od około 0,01% wagowych do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05%.
Korzystnie, stosunek magnezu do fosforu jest wyższy niż 1,0.
Korzystnie, stop zawiera nieznaczne ilości żelaza oraz mniej niż 5% dodatków fosforowych w roztworze.
Korzystnie, stop zawiera w przybliżeniu 0,035% magnezu w roztworze lub mniej.
Korzystnie, stosunek gruboziarnistych cząstek fosforku żelaza do drobniejszych cząstek fosforku żelaza wynosi od około 1:3 do około 1:6.
Korzystnie, stop zawiera osnowę, zaś cząstki fosforku magnezu i cząstki fosforku żelaza są równomiernie rozmieszczone w tej osnowie.
2
Korzystnie, stop wykazuje wytrzymałość na rozciąganie przekraczającą 5620 kG/cm2 oraz przewodnictwo elektryczne wyższe niż 90% I.A.C.S.
Korzystnie, stop ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 180° - 2,0 lub niższy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 180° -0,5.
Korzystnie, stop ma wartość współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo większe niż 7400.
Korzystnie, stop ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 90° - 0,5 lub mniejszy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 90° około 0.
Według wynalazku, stop na bazie miedzi charakteryzuje się również tym, że zawiera zasadniczo magnez w ilości od około 0,01 do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, do około 0,2% wagowych co najmniej jednego pierwiastka dodatkowego wybranego z grupy obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,2% dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek w zakresie od około 500 do około 2000 angstremów, a co najmniej jeden dodatkowy zestaw cząstek fosforku wybiera się z grupy obejmującej cząstki fosforku niklu, cząstki fosforku kobaltu oraz cząstki fosforku żelaza.
Korzystnie, stop zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
Korzystnie, stop zawiera ponadto do około 0,1% wagowych przynajmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny.
Korzystnie, stop zawiera dodatek żelaza w ilości od około 0,01% wagowych do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05%, oraz zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2%, zwłaszcza zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
Korzystnie, stop zawiera ponadto do około 0,1% wagowych co najmniej jednego innego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się też tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,05% do około 0,25% wagowych, od około 0,05% do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,1% wagowych co najmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia.
Korzystnie, ww. stop zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
PL 193 301 B1
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się ponadto tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, do około 0,2% wagowych co najmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych co najmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów, a także przynajmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku niklu, cząstek fosforku kobaltu i cząstek fosforku żelaza.
Korzystnie, w powyżej określonym stopie, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny jest obecny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
2
Korzystnie, stop ten wykazuje wytrzymałość na rozciąganie przynajmniej 5620 kG/cm2 oraz przewodnictwo elektryczne wyższe niż 90% I.A.C.S.
Korzystnie, stop ma wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo większe niż 7400.
Korzystnie, stop ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 180° -2,0 lub niższy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 180° -0,5.
Korzystnie, stop ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 90° -0,5 lub mniejszy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 90° - około 0.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również się tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,05% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również tym, że zawiera zasadniczo od około 0,01% do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01% do około 0,2% wagowych fosforu, do około 0,05% wagowych żelaza, do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia, stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów oraz co najmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku niklu, cząstek fosforku kobaltu i cząstek fosforku żelaza.
Korzystnie, ww. stop zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również tym, że zawiera zasadniczo magnez w ilości od około 0,005% do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,06% wagowych, fosfor w ilości od około 0,005% do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05% wagowych, żelazo w ilości mniejszej niż około 0,05% wagowych, do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy cyny, krzemu oraz ich mieszanin, do około 0,1% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, minimalny stosunek magnezu do fosforu wynosi 1,0, przy czym stop ma cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów oraz co najmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku żelaza, cząstek fosforku niklu i cząstek fosforku kobaltu.
PL 193 301 B1
Korzystnie, w powyżej wymienionym stopie stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0.
Korzystnie ww. stop zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również tym, że zawiera od około 0,01% do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01% do około 0,2% wagowych fosforu, od około 0,001% do około 0,1% wagowych srebra, od około 0,05% do około 0,25% wagowych żelaza, od około 0,05% do około 0,2% wagowych pierwszego dodatku wybranego z grupy niklu, kobaltu oraz ich mieszanin, do około 0,1% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych trzeciego dodatku wybranego z grupy obejmującej krzem, cynę oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop ma cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów oraz co najmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku niklu, cząstek fosforku kobaltu i cząstek fosforku żelaza.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia.
Stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się również tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,1% wagowych co najmniej jednego dalszego dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia.
Ponadto, stop na bazie miedzi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera od około 0,01% do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01% do około 0,2% wagowych fosforu, do około 0,05% wagowych żelaza, od około 0,05% do około 0,2% wagowych pierwszego dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,1% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia.
Według wynalazku, sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi, wykazującego przewodnictwo elektryczne, wynoszące przynajmniej 90% IACS, oraz wytrzymałość na rozciąganie, wynoszącą 5624 kG/cm2, charakteryzuje się tym, że obejmuje on etapy, w których odlewa się stop, zawierający zasadniczo magnez w ilości od około 0,1% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, a następnie prowadzi się obróbkę cieplną odlanego stopu i wytwarza się cząstki fosforku magnezu o rozmiarze od około 500 do około 2000 angstremów oraz wytwarza się gruboziarniste cząstki fosforku żelaza o rozmiarze od około 1000 do około 2000 angstremów i drobniejsze cząstki fosforku żelaza o rozmiarze od około 250 do około 600 angstremów.
Ponadto, sposób wytwarzania ww. stopu na bazie miedzi, charakteryzuje się również tym, że obejmuje on etapy, w których prowadzi się odlewanie stopu, zawierającego zasadniczo magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, przynajmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w skutecznie działającej ilości do około 0,2% wagowych, do około 0,05% wagowych żelaza, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, i wykazującego stosunek magnezu do fosforu wynoszący przynajmniej 1,0, a następnie prowadzi się obróbkę cieplną odlanego stopu i wytwarza się cząstki fosforku magnezu o rozmiarze od około 500 do około 2000 angstremów, równomiernie rozmieszczone w osnowie tego stopu.
Korzystnie, w obydwu ww. sposobach, w etapie obróbki cieplnej prowadzi się przynajmniej jedno hartowanie odlanego stopu oraz homogenizowanie stopu w temperaturze od około 649°C do około 871°C przez przynajmniej jedną godzinę.
Korzystnie, w etapie obróbki cieplnej prowadzi się obróbkę plastyczną na gorąco odlanego stopu w temperaturze od około 649°C do około 871°C.
PL 193 301 B1
Korzystnie, w etapie obróbki cieplnej prowadzi się ponadto przeróbkę plastyczną na zimno stopu do końcowej grubości, przy czym etap przeróbki plastycznej na zimno obejmuje wielokrotne przeprowadzanie etapów walcowania na zimno z przynajmniej jednym pośrednim wyżarzaniem w temperaturze od około 371°C do około 649°C przez okres czasu wynoszący od 1 do 20 godzin.
Korzystnie, prowadzi się ponadto powolne schładzanie stopu z prędkością od 11°C do około 111°C na godzinę po każdym wyżarzaniu oraz wyżarzanie odprężające stopu o końcowej grubości w temperaturze od około 149°C do około 399°C przez przynajmniej jedną godzinę.
Nieoczekiwanie stwierdzono, że stopy według wynalazku, tj. stopy miedzi, magnezu i fosforu, posiadają wysoką wytrzymałość, wysokie przewodnictwo elektryczne, wysoką wartość współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo, polepszoną plastyczność i odkształcalność oraz polepszoną wytrzymałość cieplną.
Stopy według wynalazku obejmują stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo magnez w ilości od około 0,01 do około 0,25% wagowych, korzystnie od około 0,07% do około 0,15% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01 do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001 do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01 do około 0,25% wagowych, korzystnie od około 0,01% do około 0,2% wagowych, a najkorzystniej od około 0,01% do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05%, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia. Stopy te typowo zawierają cząstki fosforków równomiernie rozmieszczone w osnowie stopu, które to cząstki fosforków osiągają maksymalne rozmiary około 0,2 mm. Te cząstki fosforków powodują, że podczas wzmacniania stopów nie pogarsza się ich odkształcalność i plastyczność.
Stopy te mogą zawierać przynajmniej jeden dodatkowy pierwiastek, wybrany z grupy, obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny. Ten przynajmniej jeden dodatkowy pierwiastek może występować w ilości mniejszej niż około 0,2% wagowych. Najczęściej, jeśli dodaje się jeden z tych pierwiastków, to jego minimalna dodana ilość wynosi 0,001% wagowych.
Stopy te mogą zawierać również do 0,1% wagowych przynajmniej jednego dodatkowego pierwiastka, wybranego z grupy, obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan i ich mieszaniny.
Ponadto stopy te mogą zawierać do około 0,2% dodatkowych składników, wybranych z grupy, obejmującej nikiel, kobalt i ich mieszaniny. Korzystne rozwiązania stopów według niniejszego wynalazku zawierają od około 0,05% do około 0,2% przynajmniej jednego z dwóch: niklu i kobaltu, a najkorzystniej od około 0,11% do około 0,20% przynajmniej jednego z dwóch: niklu i kobaltu.
Żelazo w wyżej wymienionych ilościach podwyższa wytrzymałość tych stopów i ułatwia wytwarzanie struktury drobnych ziaren.
Nikiel i/lub kobalt w wyżej wymienionych ilościach są pożądanymi dodatkami, ponieważ polepszają wytrzymałość przez rozdrabnianie ziarna i tworzenie fosforków. Mają one ponadto dodatni wpływ na przewodnictwo.
Wyżej wymienione dodatki fosforu pozwalają metalom pozostawać w stanie odtlenionym, umożliwiając odlewanie zdrowego metalu w granicach związania z fosforem. Podczas cieplnej obróbki odlewanych stopów fosfor tworzy fosforki z żelazem i/lub z żelazem i niklem i/lub z żelazem i magnezem i/lub z połączeniami tych metali, co znacznie zmniejsza obniżenie przewodnictwa elektrycznego, które następowałoby wówczas, gdyby te materiały występowały samodzielnie w stałym roztworze osnowy. Na przykład 0,01% fosforu w stałym roztworze obniżałoby przewodnictwo elektryczne o 8% IACS. 0,01% żelaza w roztworze obniżałoby przewodnictwo elektryczne o dalsze 5,5% IACS. Dlatego też w celu uzyskania przewodnictwa elektrycznego, wynoszącego 90% IACS lub więcej, w roztworze muszą być obecne jedynie minimalne ilości żelaza i minimalne ilości fosforu.
W celu osiągnięcia powyższego celu do stopów tych dodaje się magnez w wyżej wymienionych zakresach. Magnez dodaje przy tym w taki sposób, aby stosunek Mg:P wynosił przynajmniej 1,0, a korzystnie więcej niż 1,0. Ponadto kompozycje stapianych pierwiastków wybiera się tak, aby pierwiastki wpływające na przewodnictwo, a więc P, Fe, Co (jeśli jest dodawany), występowały w maksymalnym stopniu w postaci fosforków, a same nie występowały w roztworze lub występowały jedynie w minimalnych ilościach. Natomiast magnez, który powoduje minimalny spadek przewodnictwa elektrycznego, gdy pozostaje w roztworze, dodaje się w takich proporcjach, które powodują pozostawanie w roztworze pewnych resztkowych ilości magnezu. Ten resztkowy magnez gwarantuje, że fosfor, który nie związał się z takimi pierwiastkami, jak żelazo, kobalt i nikiel, zwiąże się z magnezem (utworzy cząstki fosforku magnezu).
Stwierdzono, że stopy wytwarzane według niniejszego wynalazku zawierają zaniedbywalne ilości żelaza i tylko około 0,0036% wagowych fosforu (około 5% fosforu dodanego do stopu) w roztworze. Stopy
PL 193 301 B1 te zawierają ponadto około 0,035% wagowych magnezu w roztworze. Dla porównania stopy magnezu, fosforu, srebra i miedzi, zawierające 0,108% magnezu, 0,068% fosforu i 0,04% srebra, a resztę stanowi w nich miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, zawierają około 0,0067% fosforu (około 10% dodanego fosforu) i około 0,037% magnezu w roztworze, co powoduje obniżenie przewodnictwa elektrycznego.
Stopy według niniejszego wynalazku poddaje się optymalnej obróbce cieplnej w celu utworzenia cząstek fosforku magnezu o rozmiarach w zakresie od około 500 do około 2000 angstremów oraz cząstek fosforku żelaza o dwóch zakresach rozmiarów, mianowicie o zakresie gruboziarnistym, zawierającym cząstki, których rozmiary znajdują się w zakresie od około 1000 do około 2000 angstremów, i o zakresie bardziej drobnoziarnistym, zawierającym cząstki, których rozmiary znajdują się w zakresie od około 250 do około 600 angstremów. Te cząstki fosforku magnezu oraz wymienione cząstki fosforku żelaza są równomiernie rozmieszczone w osnowie stopu. W korzystnych rozwiązaniach stopów według niniejszego wynalazku stosunek gruboziarnistych cząstek fosforku żelaza do drobnoziarnistych cząstek fosforku żelaza wynosi od około 1:3 do około 1:6. Obecność drobnoziarnistych cząstek fosforku żelaza o wyżej wymienionych rozmiarach oraz ich rozmieszczenie zapewniają, że stopy według niniejszego wynalazku wykazują lepszą plastyczność i odkształcalność. Zapewniają one również lepszą wytrzymałość cieplną, gdyż drobniejsze cząstki pozwalają na występowanie większej liczby tych cząstek przy tej samej ilości stapianych pierwiastków.
Stopy wytwarzane według niniejszego wynalazku w warunkach przeróbki plastycznej na zimno wykazują wytrzymałość przekraczającą 5620 kG/cm2 (80 ksi) i przewodnictwo elektryczne, wynoszące 90% IACS. Przewodnictwo elektryczne stopów według niniejszego wynalazku w przypadku zmiękczającego hartowania może osiągać wartości powyżej 95% IACS.
Przykładowo, stopy według niniejszego wynalazku można poddawać przeróbce, przedstawionej na rysunku. Stopy te można odlewać, stosując dowolne odpowiednie techniki ciągłego albo nieciągłego odlewania, znane w tej dziedzinie. Stopy te można odlewać, stosując np. techniki odlewania poziomego, techniki odlewania półciągłego, techniki odlewania pionowego itp. Po odlewaniu stopy te można poddawać obróbce cieplnej w temperaturach w zakresie od około 649°C (1200°F) do około 871°C (1600°F) do żądanej grubości. Obróbkę cieplną można prowadzić dowolną odpowiednią techniką znaną w branży, obejmującą walcowanie na gorąco (ale nie ograniczającą się do niego). Najczęściej grubości materiału po obróbce cieplnej zawierają się w granicach od około 1,02 cm (0,400) do około 1,52 cm (0,600).
Po obróbce cieplnej stopy te można w razie potrzeby hartować i w razie potrzeby homogenizować w temperaturach od około 649°C (1200°F) do około 871°C (1600°F) przynajmniej przez godzinę. Następnie można je walcować w celu usuwania materiału od 0,05 cm (0,20) do około 0,13 cm (0,050) z każdej strony. Każde hartowanie, homogenizowanie i walcowanie można prowadzić z zastosowaniem dowolnych odpowiednich urządzeń i technik, znanych w branży.
Po walcowaniu stopy według niniejszego wynalazku można poddawać obróbce plastycznej na zimno, takiej jak walcowanie na zimno od walcowanej do końcowej grubości z przynajmniej jedną operacją wyżarzania w zakresie temperatur od około 371°C (700°F) do około 649°C (1200°F) przez okres czasu od 1 do 20 godzin, aż stopy te będą w żądanym stanie odpuszczenia. Każde wyżarzanie może obejmować powolne schładzanie z prędkością chłodzenia od 11°C (20°F) do 111°C (200°F) na godzinę. Najczęściej będzie występować szereg etapów walcowania na zimno przedzielonych wyżarzaniem. Po walcowaniu tych stopów na zimno do końcowej grubości można je poddawać wyżarzaniu odprężającemu w temperaturach między około 149°C (300°F) i około 399°C (750°F) przynajmniej przez godzinę.
Przeróbkę tych stopów opisano z włączeniem etapu obróbki cieplnej, ale etap ten można pominąć, jeśli nie jest potrzebny.
Ilustrujące przykłady stopów według tego pierwszego rozwiązania niniejszego wynalazku obejmują: (1) stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo od około 0,01 do 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01 do około 0,2% wagowych fosforu, od około 0,001 do około 0,1% wagowych srebra, od około 0,01 do około 0,25% wagowych żelaza, do 0,2% wagowych przynajmniej jednego z dwóch: niklu i/lub kobaltu, do około 0,2% wagowych pierwszych dodatków, wybranych z grupy, obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych drugich dodatków, wybranych z grupy, obejmującej wapń, bor, beryl, cyrkon, chrom, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia; (2) stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo od około 0,01 do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01 do około 0,2% wagowych fosforu, od około 0,001 do
PL 193 301 B1 mniej niż około 0,05% wagowych srebra, od około 0,01 do około 0,05% wagowych żelaza, od około 0,05% do około 0,2% wagowych przynajmniej jednego z dwóch: niklu i/lub kobaltu, do około 0,2% wagowych pierwszych dodatków, wybranych z grupy, obejmującej cyną, krzem i ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych drugich dodatków, wybranych z grupy, obejmującej wapń, bor, beryl, cyrkon, tytan, chrom i ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia; (3) stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo od około 0,01 do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01 do około 0,2% wagowych fosforu, do około 0,1% wagowych srebra, od około 0,05 do około 0,20% wagowych żelaza, od około 0,05% do około 0,2% wagowych przynajmniej jednego z dwóch: niklu i/lub kobaltu, do około 0,2% wagowych pierwszych dodatków, wybranych z grupy, obejmującej cynę, krzem i ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych drugich dodatków, wybranych z grupy, obejmującej wapń, bor, beryl, chrom, cyrkon, tytan i ich mieszaniny, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia; oraz (4) stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo od około 0,01 do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01 do około 0,2% fosforu, od około 0,001 do około 0,1% wagowych srebra, od około 0,05 do około 0,25% wagowych żelaza, od około 0,05 do 0,2% wagowych przynajmniej jednego z dwóch: niklu i kobaltu, do około 0,1% wagowych pierwszych dodatków, wybranych z grupy, obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon i ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych drugich dodatków, wybranych z grupy obejmującej krzem, cynęi ich mieszaniny, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia.
Wynalazek został przedstawiony w następujących przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I. Odlano pierwszy stop według niniejszego wynalazku, nazwany stopem A, zawierający 0,0807% magnezu, 0,0668% fosforu, 0,0014% srebra, 0,1121% żelaza, a resztę stanowiła miedź i nieuniknione zanieczyszczenia. Odlano drugi stop, nazwany stopem B, zawierający 0,108% magnezu, 0,068% fosforu, 0,04% srebra, a resztę stanowiła miedź i nieuniknione zanieczyszczenia. Obydwa stopy odlano o grubości 22,86 cm (9). Następnie każdy z tych stopów walcowano na gorąco w temperaturze 846°C (1554°F) do grubości 1,50 cm (0,590), hartowano, walcowano do grubości 1,35 cm (0,530), walcowano na zimno do grubości 0,399 cm (0,157) i wyżarzano w temperaturze 421°C (790°F) przez 4 godziny. Po wyżarzeniu zwoje tych dwóch stopów walcowano na zimno do grubości 0,20 cm (0,080) i wyżarzano w temperaturze 482°C (900°F) przez okres czasu wygrzewania, wynoszący 7,5 godziny, walcowano na zimno do grubości 0,102 cm (0,040) i wyżarzano w temperaturze 454°C (850°F) przez okres czasu wygrzewania, wynoszący 11 godzin, a następnie walcowano na zimno do grubości od 0,08 cm (0,0315) do 0,025 cm (0,01).
Wytrzymałość na rozciąganie oraz przewodnictwo elektryczne każdego z tych stopów oznaczano dla różnych grubości. Wyniki przedstawiono w tabeli 1.
T a b e l a 1
Wytrzymałość na rozciąganie kG/cm3 (ksi) Przewodnictwo elektryczne (% IACS) Współczynnik wytrzymałość x przewodnictwo
Grubość Stop A Stop B Stop A Stop B Stop A Stop B
0,1 cm (0,040) 3213 (45,7) 2911 (41,4) 95,11 93,52 4347 3872
0,08 cm (0,0315) 4106 (58,4) 3775 (53,7) 95,72 94,06 5590 5051
0,064 cm (0,025) 4486 (63,8) 4282 (60,9) 94,67 94,05 6040 5728
0,051 cm (0,020) 4760 (67,7) 4549 (64,7) 94,69 93,61 6411 6057
0,040 cm (0,016) 4872 (69,3) 4795 (68,2) 93,21 92,87 6459 6334
0,032 cm (0,0127) 5111 (72,7) 4921 (70) 91,73 91,03 6669 6372
0,025 cm (0,010) 5202 (74) 5026 (71,5) 91,21 89,47 6750 6397
Powyższe dane wykazują, wytrzymałość na rozciąganie stopów według niniejszego wynalazku jest konsekwentnie wyższa niż innych stopów w każdej temperaturze. Różnice tesą szczególnie istotne z uwagi na stopy, które są bardzo ubogie, o przewodnictwie osiągającym przewodnictwo czystej miedzi. Ponadto przewodnictwo elektryczne stopów według niniejszego wynalazku jest konsekwentnie wyższe przy podobnej redukcji i podobnym hartowaniu. Wreszcie wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo dla każdego hartowania są znacznie wyższe w przypadku stopów według niniej10
PL 193 301 B1 szego wynalazku. Średnie wartości dla stopów według niniejszego wynalazku są o około 7% wyższe niż w przypadku innych stopów. Jest to szczególnie istotne, ponieważ inne stopy reprezentują już maksymalne wytrzymałości i przewodnictwa dla istniejących stopów miedzi o wysokim przewodnictwie.
P r z y k ł a d II. Stop według niniejszego wynalazku o składzie przedstawionym w przykładzie l o grubości 0,40 cm (0,160) walcowano do grubości 0,076 cm (0,30), wyżarzano w temperaturze 482°C (900°F) przez 10 godzin, a następnie walcowano do grubości 0,0076 cm (0,003). Stop poddany takiej przeróbce wykazywał wytrzymałość na rozciąganie, wynoszącą 5811 kG/cm2 (82,65 ksi), wydłużenie 3,0%, przewodnictwo elektryczne 90,15% IACS oraz wartość współczynnika wytrzymałość x przewodnictwa, wynoszącą 7451. Oznacza to polepszenie o około 24% kombinacji wytrzymałość x przewodnictwow odniesieniu do czystej miedzi oraz polepszenie o około 16,5% w odniesieniu do najlepszych obecnie dostępnych stopów.
P r z y k ł a d III. Wprawdzie ubogie stopy miedzi wykazują dobre kombinacje wytrzymałości i przewodnictwa ale obszarem, w którym te stopy stwarzają problem, jest wytrzymałość w podwyższonych temperaturach. W przypadku wielu zastosowań elementy są wystawione na działanie stosunkowo wysokich temperatur przez krótkie okresy czasu, rzędu kilku minut. Zachowanie wytrzymałości po takim wystawieniu na działanie ciepła jest w tych zastosowaniach sprawą bardzo ważną.
Próbki stopów A i B, przedstawionych w przykładzie l, hartowanych w różny sposób (walcowanych i umieszczanych na 3 min w kąpieli solnej), poddawano działaniu dwóch różnych temperatur przez trzy minuty za każdym razem. Tabela 2 przedstawia uzyskane wyniki.
Tabe la 2
Stop A Stop B
Grubość Wytrzymałość na rozciąganie Wytrzymałość na rozciąganie
cm (cale) Walcowany Po obróbce Walcowany Po obróbce
w 377°C w 427°C w 377°C w 427°C
(710°F) (800°F) (710°F) (800°F)
kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2
(ksi) (ksi) (ksi) (ksi) (ksi) (ksi)
0,0254 5202 4767 4584 5027 4633 3227
(0,010) (74) (67,8) (65,2) (71,5) (65,9) (45,9)
0,0318 5111 4675 4535 4921 4542 3473
(0,125) (72,7) (66,5) (64,5) (70) (64,6) (49,4)
0,0406 4872 4479 4352 4795 4366 3867
(0,016) (69,3) (63,7) (61,9) (68,2) (62,1) (55,0)
0,0508 4760 4345 4261 4549 4169 3993
(0,020) (67,7) (61,8) (60,6) (64,7) (59,3) (56,8)
0,0635 4486 4106 4015 4282 3923 3797
(0,025) (63,8) (58,4) (57,1) (60,9) (55,8) (54,0)
0,0800 4106 3775 3719 3775 3473 3430
(0,0315) (58,4) (53,7) (52,9) (53,7) (49,4) (48,8)
Wyżej wymienione wyniki wykazują wyższą wytrzymałość stopów według niniejszego wynalazku po ich wystawieniu na działanie temperatur 377°C (710°F) i 427°C (800°F). W przypadku wystawienia na działanie temperatury 427°C (800°F) stopy według niniejszego wynalazku wykazują jedynie małe obniżenie wytrzymałości w porównaniu z temperaturą 377°C (710°F) w przypadku wszystkich sposobów hartowania, zachowując wytrzymałość o 10 -12% mniejszą od początkowej wytrzymałości. Inne stopy wykazują obniżenie wytrzymałość w zakresie od 10 do 35%. Wyniki te wykazują wyraźnie, że stopy według niniejszego wynalazku wykazują lepszą odporność na działanie wysokiej temperatury.
P r z y k ł a d IV. Próbki stopów przedstawionych w przykładzie I badano na odkształcalność przez zginanie tych próbek przy szerokości, która była dziesięciokrotnie większa od grubości, przy zginaniu łagodnym i gwałtownym pod kątem 90°i 180°. Wyniki dla dwóch różnych sposobów hartoPL 193 301 B1 wania, a więc dla materiału bardzo twardego oraz bardzo sprężystego przedstawiono niżej w tabeli 3. Stosowane w tabeli 2 pojęcie „MBR/t” dotyczy najmniejszego promienia przy dokonywaniu zginania bez pęknięć.
T a b e l a 3
Stop T.S. Zginanie łagodne Zginanie gwałtowne
90° 180° 90° 180°
kG/cm2 (ksi) MBR/t MBR/t MBR/t MBR/t
A 4760 (67,7) 0 0,5 0 1
B 4549 (64,7) 0 0,5 0 1
A 5111 (72,7) 0 0,5 0,5 2
B 4921 (70,0) 0 0,5 0,5 2
Powyższe wyniki wykazują, że stopy według niniejszego wynalazku zachowują korzystną odkształcalność, mając wyższą wytrzymałość.
Badano również mikrostrukturę stopów z przykładu I. Stwierdzono, że stop A zawierał dwukrotnie więcej cząstek fosforku magnezu niż stop B. Ponadto liczba cząstek fosforku żelaza w stopie A była dwukrotnie większa od liczby cząstek fosforku magnezu.
Innym rozwiązaniem stopów według niniejszego wynalazku są stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo magnez w ilościach od około 0,005 do około 0,25% wagowych, fosfor w ilościach od około 0,005 do około 0,2% wagowych, przynajmniej jeden pierwiastek, wybrany z grupy, obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, w ilościach od około 0,05 do około 0,2% wagowych, korzystnie w ilościach od około 0,11% do około 0,20% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia. Stopy te typowo zawierają cząstki fosforków równomiernie rozmieszczone w macierzy stopów, które to cząstki fosforków mają maksymalne rozmiary około 0,2 mikrona. Te cząstki fosforków wzmacniając stopy nie wpływają ujemnie na ich odkształcalność i plastyczność.
W razie potrzeby do tych stopów można dodawać srebro w ilościach od około 0,001 do około 0,1% wagowych.
Stopy te mogą zawierać przynajmniej jeden dodatkowy pierwiastek, wybrany z grupy, obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny. Ten przynajmniej jeden dodatkowy pierwiastek można dodawać w ilościach mniejszych niż około 0,2% wagowych. Jeśli dodaje się jeden z tych pierwiastków, to najczęściej dodaje się go w minimalnej ilości około 0,001%.
Stopy te mogą również zawierać do około 0,1% wagowych przynajmniej jednego dodatkowego pierwiastka, wybranego z grupy, obejmującej bor, beryl, wapń, cyrkon, chrom, tytan oraz ich mieszaniny.
W razie potrzeby można dodawać do tych stopów żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,05% wagowych w celu polepszenia ich wytrzymałości.
Nikiel i/lub kobalt w wyżej wymienionych ilościach są pożądanymi dodatkami, ponieważ polepszają one wytrzymałość przez rozdrabnianie ziaren. Mają one ponadto dodatni wpływ na przewodnictwo. Jeśli dodaje się kobalt, to korzystne jest jego dodawanie w takich ilościach, aby stosunek Co:P wynosił od około 4:1 do około 6:1.
Wyżej wymienione dodatki fosforu pozwalają metalom pozostawać w stanie odtlenionym, umożliwiając odlewanie zdrowego metalu w granicach związania z fosforem. Podczas cieplnej obróbki odlewanych stopów fosfor tworzy fosforki z niklem i magnezem i/lub z kobaltem i magnezem i/lub z mieszaninami tych pierwiastków, co znacznie zmniejsza obniżenie przewodnictwa elektrycznego, które następowałoby wówczas, gdyby te materiały występowały samodzielnie w stałym roztworze osnowy. Na przykład 0,01% fosforu w stałym roztworze obniżałoby przewodnictwo elektryczne o 8% IACS. 0,01% kobaltu w roztworze obniżałoby przewodnictwo elektryczne o dalsze 4,0% IACS. 0,01% niklu w roztworze obniżałoby przewodnictwo elektryczne o dalszy 1,0% IACS. Dlatego też w celu uzyskania przewodnictwa elektrycznego, wynoszącego 90% IACS lub więcej, w roztworze muszą być obecne jedynie minimalne ilości fosforu i innych pierwiastków stopowych.
W celu osiągnięcia powyższego celu do stopów tych dodaje się magnez w wyżej wymienionych zakresach. Magnez dodaje się przy tym w taki sposób, aby stosunek Mg:P był wyższy od 1,0. Ponadto kompozycje stapianych pierwiastków wybiera się tak, aby pierwiastki wpływające na przewodnictwo, a więc P,
PL 193 301 B1
Co, i/lub Ni (jeśli jest dodawany), występowały w maksymalnym stopniu w postaci fosforków, a same nie występowały w roztworze lub występowały jedynie w minimalnych ilościach. Natomiast magnez, który powoduje minimalny spadek przewodnictwa elektrycznego, gdy pozostaje w roztworze, dodaje się w takich proporcjach, które powodują pozostawanie w roztworze pewnych resztkowych ilości magnezu. Ten resztkowy magnez gwarantuje, że fosfor, który nie związał się z takimi pierwiastkami, jak kobalt i nikiel, zwiąże się z magnezem (utworzy cząstki fosforku magnezu).
Stopy według niniejszego wynalazku poddaje się obróbce cieplnej w celu utworzenia cząstek fosforku magnezu o rozmiarach w zakresie od około 500 do około 2000 angstremów. Te cząstki fosforku magnezu są równomiernie rozmieszczone w osnowie stopu.
Stopy wytwarzane według niniejszego wynalazku w warunkach przeróbki plastycznej na zimno wykazują wytrzymałość przekraczającą 5620 kG/cm2 (80 ksi) i przewodnictwo elektryczne, wynoszące 90% IACS. Przewodnictwo elektryczne stopów według niniejszego wynalazku w przypadku zmiękczającego hartowania może osiągać wartości powyżej 95% IACS.
Sposób obróbki stopów według niniejszego wynalazku został przedstawiony na rysunku.
Stopy te można odlewać, stosując dowolne odpowiednie techniki ciągłego albo nieciągłego odlewania, znane w tej dziedzinie. Stopy te można odlewać, stosując np. techniki odlewania poziomego, techniki odlewania półciągłego, techniki odlewania pionowego itp. Po odlewaniu stopy te można poddawać obróbce cieplnej w temperaturach w zakresie od około 649°C (1200°F) do około 871°C (1600°F) do żądanej grubości. Obróbkę cieplną można prowadzić dowolną odpowiednią techniką znaną w branży, obejmującą walcowanie na gorąco (ale nie ograniczającą się do niego). Najczęściej grubości materiału po obróbce cieplnej zawierają sięw granicach od około 1,02 cm (0,400) do około 1,52 cm (0,600).
Po obróbce cieplnej stopy te można w razie potrzeby hartować i w razie potrzeby homogenizować w temperaturach od około 649°C (1200°F) do około 871°C (1600°F) przynajmniej przez godzinę. Następnie można je walcować w celu usuwania materiału od 0,05 cm (0,20) do około 0,13 cm (0,050) z każdej strony. Każde hartowanie, homogenizowanie i walcowanie można prowadzić z zastosowaniem dowolnych odpowiednich urządzeń i technik, znanych w branży.
Po walcowaniu stopy według niniejszego wynalazku można poddawać obróbce plastycznej na zimno, takiej jak walcowanie na zimno od walcowanej do końcowej grubości z przynajmniej jedną operację wyżarzania w zakresie temperatur od około 371°C (700°F) do około 649°C (1200°F) przez okres czasu od 1 do 20 godzin, aż stopy te będą w żądanym stanie odpuszczenia. Każde wyżarzanie może obejmować powolne schładzanie z prędkością chłodzenia od 11°C (20°F) do 111°C (200°F) na godzinę. Najczęściej będzie występować szereg etapów walcowania na zimno przedzielonych wyżarzaniem. Po walcowaniu tych stopów na zimno do końcowej grubości można je poddawać wyżarzaniu odprężającemu w temperaturach między około 149°C (300°F) i około 399°C (750°F) przynajmniej przez godzinę.
Przeróbkę tych stopów opisano z włączeniem etapu obróbki cieplnej, ale etap ten można pominąć, jeśli nie jest potrzebny.
Ilustrujące przykłady stopów, które można wytwarzać według tego alternatywnego rozwiązania niniejszego wynalazku obejmują: (1) stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo od około 0,07 do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01 do około 0,2% wagowych fosforu, przynajmniej jeden z dwóch: niklu i kobaltu w ilościach do około 0,2% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek magnezu do fosforu jest wyższy niż 1,0; oraz (2) stopy na bazie miedzi, zawierające zasadniczo od około 0,005 do mniej niż około 0,06% wagowych magnezu, od około 0,005 do mniej niż około 0,05% wagowych fosforu, przynajmniej jeden z dwóch: niklu i kobaltu w ilościach od około 0,2% wagowych, mniej niż około 0,05% wagowych żelaza, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek magnezu do fosforu jest wyższy niż 1,0.
Wyższą wytrzymałość, wyższe przewodnictwo, dobrą odkształcalność i podwyższoną wytrzymałość cieplną stopów według niniejszego wynalazku w porównaniu z innymi stopami tłumaczy się podwyższonym wydzielaniem magnezu i fosforu. W odniesieniu do przedstawionego wyżej pierwszego rozwiązania stopów polepszenie tych własności wynika również z wiązania większej ilości fosforu w postaci fosforków żelaza i występowania fosforków żelaza w wyżej wymienionych rozmiarach cząstek.
Jest oczywiste, że według niniejszego wynalazku ustanowiono stopy miedzi, magnezu i fosforu, które całkowicie spełniają wymagania co do środków, celów i zalet, które przedstawiono tu wcześniej. Wprawdzie niniejszy wynalazek przedstawiono w kontekście jego konkretnych rozwiązań, ale inne jego odmiany, alternatywy i modyfikacje staną się oczywiste dla specjalistów z branży po przeczytaniu niniejszego opisu. Dlatego też takie alternatywy, odmiany i modyfikacje zamierza się objąć szerokim zakresem załączonych zastrzeżeń.

Claims (48)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu, o rozmiarze cząstek w zakresie od około 500 do około 2000 angstremów, oraz cząstki fosforku żelaza, które obejmują gruboziarniste cząstki fosforku żelaza, o rozmiarze tych cząstek w zakresie od około 1000 do około 2000 angstremów, oraz drobniejsze cząstki fosforku żelaza, o rozmiarze tych cząstek w zakresie od około 250 do około 600 angstremów.
  2. 2. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatek magnezu w ilości od około 0,07% do około 0,15% wagowych.
  3. 3. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatek żelaza w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych.
  4. 4. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dodatek żelaza w ilości od około 0,01% wagowych do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05%.
  5. 5. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek magnezu do fosforu jest wyższy niż 1,0.
  6. 6. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera nieznaczne ilości żelaza oraz mniej niż 5% dodatków fosforowych w roztworze.
  7. 7. Stop według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera w przybliżeniu 0,035% magnezu w roztworze lub mniej.
  8. 8. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek gruboziarnistych cząstek fosforku żelaza do drobniejszych cząstek fosforku żelaza wynosi od około 1:3 do około 1:6.
  9. 9. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera osnowę, zaś cząstki fosforku magnezu i cząstki fosforku żelaza są równomiernie rozmieszczone w tej osnowie.
  10. 10. Stop według zastrz 1, znamienny tym, że wykazuje wytrzymałość na rozciąganie przynajmniej 5620 kG/cm2 oraz przewodnictwo elektryczne wyższe niż 90% I.A.C.S.
  11. 11. Stop według zastrz 10, znamienny tym, że ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 180° - 2,0 lub niższy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 180° -0,5.
  12. 12. Stop według zastrz. 10, znamienny tym, że ma wartość współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo większe niż 7400.
  13. 13. Stop według zastrz. 11, znamienny tym, że ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 90° - 0,5 lub mniejszy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 90° około 0.
  14. 14. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera zasadniczo magnez w ilości od około 0,01 do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, do około 0,2% wagowych co najmniej jednego pierwiastka dodatkowego wybranego z grupy obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,2% dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek w zakresie od około 500 do około 2000 angstremów, a co najmniej jeden dodatkowy zestaw cząstek fosforku wybiera się z grupy obejmującej cząstki fosforku niklu, cząstki fosforku kobaltu oraz cząstki fosforku żelaza.
  15. 15. Stop według zastrz. 14, znamienny tym, że zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
  16. 16. Stop według zastrz. 14, znamienny tym, że zawiera ponadto do około 0,1% wagowych przynajmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny.
  17. 17. Stop według zastrz. 14, znamienny tym, że zawiera dodatek żelaza w ilości od około 0,01% wagowych do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05%, oraz zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2%.
  18. 18. Stop według zastrz. 17, znamienny tym, że zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
  19. 19. Stop według zastrz. 17, znamienny tym, że zawiera ponadto do około 0,1% wagowych co najmniej jednego innego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny.
    PL 193 301 B1
  20. 20. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,05% do około 0,25% wagowych, od około 0,05% do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,1% wagowych co najmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia.
  21. 21. Stop według zastrz. 20, znamienny tym, że zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
  22. 22. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, do około 0,2% wagowych co najmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych co najmniej jednego dodatkowego pierwiastka wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów, a także przynajmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku niklu, cząstek fosforku kobaltu i cząstek fosforku żelaza.
  23. 23. Stop według zastrz. 22, znamienny tym, że co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny jest obecny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
  24. 24. Stop według zastrz. 22, znamienny tym, że wykazuje wytrzymałość na rozciąganie przynajmniej 5620 kG/cm2 oraz przewodnictwo elektryczne wyższe niż 90% l.A.C.S.
  25. 25. Stop według zastrz. 24, znamienny tym, że ma wartości współczynnika wytrzymałość x przewodnictwo większe niż 7400.
  26. 26. Stop według zastrz. 24, znamienny tym, że ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 180° - 2,0 lub niższy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 180° - 0,5.
  27. 27. Stop według zastrz. 26, znamienny tym, że ma MBR/t przy gwałtownym zginaniu o 90° - 0,5 lub mniejszy i MBR/t przy łagodnym zginaniu o 90° - około 0.
  28. 28. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,05% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0.
  29. 29. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0.
  30. 30. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera zasadniczo od około 0,01% do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01% do około 0,2% wagowych fosforu, do około 0,05% wagowych żelaza, do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy obejmującej cynę, krzem oraz ich mieszaniny, do około 0,1% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia, stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0, przy czym stop zawiera cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów oraz co najmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku niklu, cząstek fosforku kobaltu i cząstek fosforku żelaza.
  31. 31. Stop według zastrz. 30, znamienny tym, że zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
  32. 32. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera zasadniczo magnez w ilości od około 0,005% do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,06% wagowych, fosfor w ilości od około 0,005% do maksymalnej ilości wynoszącej około 0,05% wagowych, żelazo w ilości mniejszej niż około 0,05% wagowych, do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy cyny, krzemu oraz ich mieszaPL 193 301 B1 nin, do około 0,1% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, minimalny stosunek magnezu do fosforu wynosi 1,0, przy czym stop ma cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów oraz co najmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku żelaza, cząstek fosforku niklu i cząstek fosforku kobaltu.
  33. 33. Stop według zastrz. 32, znamienny tym, że stosunek magnezu do fosforu wynosi ponad 1,0.
  34. 34. Stop według zastrz. 32, znamienny tym, że zawiera dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,11% do około 0,20% wagowych.
  35. 35. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera od około 0,01% do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01% do około 0,2% wagowych fosforu, od około 0,001% do około 0,1% wagowych srebra, od około 0,05% do około 0,25% wagowych żelaza, od około 0,05% do około 0,2% wagowych pierwszego dodatku wybranego z grupy niklu, kobaltu oraz ich mieszanin, do około 0,1% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych trzeciego dodatku wybranego z grupy obejmującej krzem, cynę oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stop ma cząstki fosforku magnezu o rozmiarze cząstek od około 500 do około 2000 angstremów oraz co najmniej jedne cząstki wybrane spośród cząstek fosforku niklu, cząstek fosforku kobaltu i cząstek fosforku żelaza.
  36. 36. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,2% wagowych dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź i nieuniknione zanieczyszczenia.
  37. 37. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, co najmniej jeden dodatek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w ilości od około 0,05% do około 0,2% wagowych, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,1% wagowych co najmniej jednego dalszego dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, cyrkon, tytan oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia.
  38. 38. Stop na bazie miedzi, znamienny tym, że zawiera do około 0,01% do około 0,25% wagowych magnezu, od około 0,01% do około 0,2% wagowych fosforu, do około 0,05% wagowych żelaza, od około 0,05% do około 0,2% wagowych pierwszego dodatku wybranego z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny, do około 0,2% wagowych krzemu, do około 0,1% wagowych drugiego dodatku wybranego z grupy obejmującej bor, beryl, wapń, chrom, tytan, cyrkon oraz ich mieszaniny, a resztę stanowi miedź oraz nieuniknione zanieczyszczenia.
  39. 39. Sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi, wykazującego przewodnictwo elektryczne, wynoszące przynajmniej 90% IACS, oraz wytrzymałość na rozciąganie przynajmniej 5620 kG/cm2, znamienny tym, że obejmuje on etapy, w których odlewa się stop, zawierający zasadniczo magnez w ilości od około 0,1% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, srebro w ilości od około 0,001% do około 0,1% wagowych, żelazo w ilości od około 0,01% do około 0,25% wagowych, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, a następnie prowadzi się obróbkę cieplną odlanego stopu i wytwarza sięw stopie cząstki fosforku magnezu o rozmiarze od około 500do około 2000 angstremów oraz wytwarza sięw stopie gruboziarniste cząstki fosforku żelaza o rozmiarze od około 1000 do około 2000 angstremów i drobniejsze cząstki fosforku żelaza o rozmiarze od około 250 do około 600 angstremów.
  40. 40. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że w etapie obróbki cieplnej prowadzi się przynajmniej jedno hartowanie odlanego stopu, oraz homogenizowanie stopu w temperaturze od około 649°C do około 871°C przez okres przynajmniej jednej godziny.
  41. 41. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że w etapie obróbki cieplnej prowadzi się obróbkę plastyczną na gorąco odlanego stopu w temperaturze od około 649°C do około 871°C.
  42. 42. Sposób według zastrz. 39, znamienny tym, że w etapie obróbki cieplnej prowadzi się ponadto przeróbkę plastyczną na zimno stopu do końcowej grubości, przy czym etap przeróbki plastycznej na zimno obejmuje wielokrotne przeprowadzanie etapów walcowania na zimno z przynajmniej jednym pośrednim wyżarzaniem w temperaturze od około 371°C do około 649°C, przez okres czasu wynoszący od 1do 20 godzin.
  43. 43. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że ponadto prowadzi się powolne schładzanie stopu z prędkością od 11°C do około 111°C na godzinę po każdym wyżarzaniu, oraz wyżarzanie odprężające
    PL 193 301 B1 stopu o końcowej grubości w temperaturze od około 149°C do około 399°C przez przynajmniej jedną godzinę.
  44. 44. Sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi, wykazującego przewodnictwo elektryczne, wynoszące przynajmniej 90% IACS, oraz wytrzymałość na rozciąganie przynajmniej 5624 kG/cm2, znamienny tym, że obejmuje on etapy, w których prowadzi się odlewanie stopu zawierającego zasadniczo magnez w ilości od około 0,07% do około 0,25% wagowych, fosfor w ilości od około 0,01% do około 0,2% wagowych, przynajmniej jeden pierwiastek wybrany z grupy obejmującej nikiel, kobalt oraz ich mieszaniny w skutecznie działającej ilości do około 0,2% wagowych, do około 0,05% wagowych żelaza, a resztę stanowią miedź i nieuniknione zanieczyszczenia, i wykazującego stosunek magnezu do fosforu wynoszący przynajmniej 1,0, a następnie prowadzi się obróbkę cieplną odlanego stopu i wytwarza się w stopie cząstki fosforku magnezu o rozmiarze od około 500 do około 2000 angstremów, równomiernie rozmieszczone w osnowie tego stopu.
  45. 45. Sposób według zastrz. 44, znamienny tym, że w etapie obróbki cieplnej prowadzi się przynajmniej jedno hartowanie odlanego stopu, oraz homogenizowanie stopu w temperaturze od około 649°C do około 871°C przez przynajmniej jedną godzinę.
  46. 46. Sposób według zastrz. 44, znamienny tym, że w etapie obróbki cieplnej prowadzi się obróbkę plastyczną na gorąco odlanego stopu w temperaturze od około 649°C do około 871°C.
  47. 47. Sposób według zastrz. 44, znamienny tym, że w etapie obróbki cieplnej prowadzi się ponadto przeróbkę plastyczną na zimno stopu do końcowej grubości, przy czym etap przeróbki plastycznej na zimno obejmuje wielokrotne przeprowadzanie etapów walcowania na zimno z przynajmniej jednym pośrednim wyżarzaniem w temperaturze od około 371°C do około 649°C, przez okres czasu wynoszący od 1 do 20 godzin.
  48. 48. Sposób według zastrz. 47, znamienny tym, że ponadto prowadzi się powolne schładzanie stopu z prędkością od 11°C do około 111°C na godzinę po każdym wyżarzaniu, oraz wyżarzanie odprężające stopu o końcowej grubości w temperaturze od około 149°C i około 399°C przez przynajmniej jedną godzinę.
PL353734A 1999-06-07 2000-05-19 Stop na bazie miedzi oraz sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi PL193301B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/325,036 US6241831B1 (en) 1999-06-07 1999-06-07 Copper alloy
PCT/US2000/014028 WO2000075392A1 (en) 1999-06-07 2000-05-19 Copper alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL353734A1 PL353734A1 (pl) 2003-12-01
PL193301B1 true PL193301B1 (pl) 2007-01-31

Family

ID=23266159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL353734A PL193301B1 (pl) 1999-06-07 2000-05-19 Stop na bazie miedzi oraz sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi

Country Status (13)

Country Link
US (2) US6241831B1 (pl)
EP (1) EP1063309A3 (pl)
JP (1) JP2003501554A (pl)
KR (1) KR20010093083A (pl)
CN (1) CN1182271C (pl)
AU (1) AU4858800A (pl)
BR (1) BR0007604A (pl)
CA (1) CA2346635A1 (pl)
HK (1) HK1044570A1 (pl)
HU (1) HUP0104203A3 (pl)
MX (1) MXPA01005075A (pl)
PL (1) PL193301B1 (pl)
WO (1) WO2000075392A1 (pl)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6749699B2 (en) 2000-08-09 2004-06-15 Olin Corporation Silver containing copper alloy
SE522583C2 (sv) * 2000-11-22 2004-02-24 Emerson Energy Systems Ab Förbindelseelement av metall för förbindelse mellan elkraftsfördelningsmoduler
JP2002319550A (ja) * 2001-04-23 2002-10-31 Sony Corp 金属膜の形成方法および半導体装置の製造方法
US20030188615A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 3M Innovative Properties Company Angled product transfer conveyor
JP2004353011A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Ykk Corp 電極材料及びその製造方法
JP4441467B2 (ja) * 2004-12-24 2010-03-31 株式会社神戸製鋼所 曲げ加工性及び耐応力緩和特性を備えた銅合金
KR101125525B1 (ko) * 2008-10-20 2012-03-23 한국생산기술연구원 크롬을 함유하지 않는 고전기전도도 및 고강도 동합금 및 그 제조방법
US20110123643A1 (en) * 2009-11-24 2011-05-26 Biersteker Robert A Copper alloy enclosures
WO2014150880A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Materion Corporation Uniform grain size in hot worked spinodal alloy
CN103773989B (zh) * 2014-03-04 2015-11-04 南京信息工程大学 一种铁磁元素钆改性的导电铜材料及制备方法
CN104232984B (zh) * 2014-09-25 2016-06-22 江苏鑫成铜业有限公司 一种制备高耐蚀铜合金的方法
CN104711449A (zh) * 2015-04-03 2015-06-17 北京金鹏振兴铜业有限公司 微合金化铜镁合金
CN105463236A (zh) * 2015-12-02 2016-04-06 芜湖楚江合金铜材有限公司 一种高效能复合铜合金线材及其加工工艺
CN105543533B (zh) * 2015-12-14 2017-06-20 中南大学 一种高强度高导电率铜镁系合金及其制备方法
CN105382797A (zh) * 2015-12-23 2016-03-09 常熟市三荣装饰材料有限公司 五金工具箱
RU2677902C1 (ru) * 2017-12-27 2019-01-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Высокопрочный медный сплав
CN116083750A (zh) * 2023-03-10 2023-05-09 江西铜业集团有限公司 一种铜合金带材及制备方法、引线框架和连接器

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2171697A (en) 1939-03-09 1939-09-05 Mallory & Co Inc P R Alloy
US3677745A (en) 1969-02-24 1972-07-18 Cooper Range Co Copper base composition
JPS5832220B2 (ja) 1976-08-09 1983-07-12 古河電気工業株式会社 耐軟化性銅合金
GB1562870A (en) 1977-03-09 1980-03-19 Louyot Comptoir Lyon Alemand Copper alloys
JPS5547337A (en) 1978-10-02 1980-04-03 Hitachi Cable Ltd Heat resisting highly conductive copper alloy
JPS58199835A (ja) * 1982-05-19 1983-11-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気又は電子機器用銅合金
JPS59232244A (ja) * 1983-06-16 1984-12-27 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 耐軟化高伝導性銅合金
JPS6160846A (ja) 1984-08-31 1986-03-28 Tamagawa Kikai Kinzoku Kk 半導体装置用銅合金リ−ド材
US4605532A (en) 1984-08-31 1986-08-12 Olin Corporation Copper alloys having an improved combination of strength and conductivity
IT1196620B (it) 1986-09-11 1988-11-16 Metalli Ind Spa Lega metallica a base di rame di tipo perfezionato,particolarmente per la costruzione di componenti elettronici
US4908275A (en) 1987-03-04 1990-03-13 Nippon Mining Co., Ltd. Film carrier and method of manufacturing same
JPH01263238A (ja) * 1988-04-12 1989-10-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 高強度高導電性銅合金
JPH0673474A (ja) 1992-08-27 1994-03-15 Kobe Steel Ltd 強度、導電率及び耐マイグレーション性が優れた銅合金
JP3796784B2 (ja) 1995-12-01 2006-07-12 三菱伸銅株式会社 コネクタ製造用銅合金薄板およびその薄板で製造したコネクタ
US5820701A (en) * 1996-11-07 1998-10-13 Waterbury Rolling Mills, Inc. Copper alloy and process for obtaining same
JP3418301B2 (ja) * 1997-01-09 2003-06-23 古河電気工業株式会社 打抜加工性に優れた電気電子機器用銅合金
US5868877A (en) * 1997-07-22 1999-02-09 Olin Corporation Copper alloy having improved stress relaxation
JPH1180863A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Kobe Steel Ltd 耐応力緩和特性及びばね性が優れた銅合金
US5893953A (en) * 1997-09-16 1999-04-13 Waterbury Rolling Mills, Inc. Copper alloy and process for obtaining same
US6632300B2 (en) 2000-06-26 2003-10-14 Olin Corporation Copper alloy having improved stress relaxation resistance

Also Published As

Publication number Publication date
HK1044570A1 (zh) 2002-10-25
EP1063309A3 (en) 2002-09-18
US20010009168A1 (en) 2001-07-26
CN1353774A (zh) 2002-06-12
CA2346635A1 (en) 2000-12-14
HUP0104203A3 (en) 2003-05-28
HUP0104203A2 (hu) 2002-04-29
MXPA01005075A (es) 2002-04-24
AU4858800A (en) 2000-12-28
WO2000075392A1 (en) 2000-12-14
US6689232B2 (en) 2004-02-10
US6241831B1 (en) 2001-06-05
BR0007604A (pt) 2002-01-08
EP1063309A2 (en) 2000-12-27
KR20010093083A (ko) 2001-10-27
JP2003501554A (ja) 2003-01-14
CN1182271C (zh) 2004-12-29
PL353734A1 (pl) 2003-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4590264B2 (ja) 時効硬化性銅基合金および製造方法
JP5847987B2 (ja) 銀を含む銅合金
US7182823B2 (en) Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon
EP1997920B1 (en) Copper alloy for electric and electronic equipments
PL193301B1 (pl) Stop na bazie miedzi oraz sposób wytwarzania stopu na bazie miedzi
US8951371B2 (en) Copper alloy
JPH0625388B2 (ja) 高強度、高導電性銅基合金
JPH0841612A (ja) 銅合金およびその製造方法
EP0271991B1 (en) Production of copper-beryllium alloys
TW201026864A (en) Cu-ni-si-co based copper ally for electronic materials and manufacturing method therefor
US20110005644A1 (en) Copper alloy material for electric/electronic parts
US20010001400A1 (en) Grain refined tin brass
US5882442A (en) Iron modified phosphor-bronze
US5853505A (en) Iron modified tin brass
US3880678A (en) Processing copper base alloy