CH648598A5 - Waermebehandelte kupferlegierung und verfahren zur herstellung derselben. - Google Patents

Waermebehandelte kupferlegierung und verfahren zur herstellung derselben. Download PDF

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Description

Die Erfindung betrifft eine wärmebehandelte Kupferlegierung und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Für die Industrie und im Handel sind Metalle erforderlich, die sowohl eine zufriedenstellende Härte wie auch eine zufriedenstellende elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Diese zwei genannten Eigenschaften sind insofern miteinander unvereinbar, weil eine gute elektrische Leitfähigkeit die Eigenschaft reiner Metalle ist, wo hingegen eine gute Härte üblicherweise erzielt wird, indem das reine Metall mit einem oder mehreren weiteren Metallen legiert wird.
Kupfer und Silber sind diejenigen zwei Metalle, die die beste elektrische Leitfähigkeit und die beste thermische Leitfähigkeit aufweisen. Silber weist eine ausgezeichnete Leitfähigkeit auf, ist jedoch weich und sehr teuer. Kupfer, obwohl es verhältnismässig teuer ist, wird weitverbreitet dort verwendet, wo eine hohe Leitfähigkeit erforderlich ist, und ist in der Tat diejenige Norm, die verwendet wird, die Leitfähigkeit anderer Metalle zu bemessen. Jedoch ist Kupfer in seinem reinen Zustand verhältnismässig weich, und um Kupfer stärker zu machen und seine Härte zu erhöhen, muss dieses entweder kaltbearbeitet werden oder dann müssen Legierungselemente dazu legiert werden. Ein Kaltbearbeiten vermindert die Leitfähigkeit nicht, falls jedoch die Anwendung derart ist, dass das Kupfer nachfolgend erwärmt wird, können die Eigenschaften, welche durch das Kaltbearbeiten erzeugt worden sind, wieder verloren gehen. Weiter bewirken dem Kupfer zulegierte Elemente, dass die Leitfähigkeit zu entscheidend tiefen Werten absinkt, abhängig vom dazu-legierten Element und die dazulegierte Menge desselben.
Messing und Bronzen, von welchen es viele Arten gibt, sind Kupferlegierungen, denen aus Festigkeitsgründen Elemente wie Zinn, Zink, Aluminium, Eisen usw. einzeln oder zusammen zugegeben worden sind. Diese Zusätze vermindern die elektrische und thennische Leitfähigkeit äusserst stark. Wenn beispielsweise Nickel oder Aluminium oder Zinn jeweils einzeln in einer Menge, die 0,1% beträgt reinem Kupfer zugegeben werden, wird die 100% elektrische Leitfähigkeit des Kupfers auf Werte von 94% bzw. 91% bzw. 99% vermindert, und wenn diese Elemente in einer Menge von jeweils 1 % zugefügt werden, wird eine Verminderung der Leitfähigkeit auf einen Wert unterhalb 50% auftreten. Schon 0,1% Silizium oder Phosphor wird die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer um mindestens 50% vermindern, wobei eine kleine oder sogar keine spürbare Verbesserung der Festigkeit und Härte verursacht wird.
Gewisse Elemente weisen ein unterschiedliches Aus-mass der festen Löslichkeit im Kupfer auf, welche Löslichkeit temperaturabhängig ist. Dieses ermöglicht nun die Herstellung der bekannten alterungsgehärteten, bzw. ausscheidungsgehärteten Legierungen.
Die US-PS 1 658 186, in welcher Corson als Erfinder genannt ist, war ein früher Pionier der Entdeckung der Al-terungs- bzw. Ausscheidungshärtung von Kupferlegierungen und den damit entstandenen Eigenschaften. Der darin genannte Grundgedanke war der, dass der Erfinder erkannt hat, dass gewisse Elemente in einigen ausgewählten Kupferlegierungen in einer festen Lösung angeordnet werden können, indem das Metall zu einer erhöhten Temperatur erwärmt wird und nachfolgend in einem Abschreckmittel schnell gekühlt wird. Dann hat der Erfinder festgestellt, dass wenn bis zu einer vorbestimmten tiefen Temperatur während unterschiedlichen Zeitspannen wieder erwärmt wurde, verschiedene Metallverbiödungen aus der festen Lösung ausgeschieden werden können. Die Auswirkung dieser Behandlung diente zwei Zielen. Erstens sind die Legierungselemente, die aus der festen Lösung ausscheiden in der Form einzelner Teilchen, welche die Festigkeit und Härte erhöhten, indem sie das übliche bzw. normale, physikalische Verformen des Metalles unter Spannung beeinflussten. Zweitens wurde damit die elektrische Leitfähigkeit der Legierung erhöht, weil Legierungselemente, welche aus der Kupfermatrix ausgeschieden wurden, wirksam entfernt wurden.
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In der US-PS 1 658 186 ist insbesondere eine Kupferlegierung beschrieben, welche Silizium und eines oder mehrere einer Gruppe Silizide bildenden Elemente, insbesondere Chrom, Kobalt und Nickel enthält. Gemäss der Erfindung, die von Corson gemacht worden ist, wird eine erhöhte Härte erzielt, indem eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, gemäss welcher die Legierungen bis zu einer Temperatur im Bereich von 750°C bis 975°C erwärmt wurden, und danach die Legierung abgeschreckt wird, um den grössten Teil der dazulegierten Elemente in einer festen Lösung zu halten. Nach dem Abschrecken werden die Legierungen nach Corson bei einer Temperatur gealtert, die im Bereich von 250°C bis 6U0°C ist (432°F bis 1112°F), um damit die Metallsilizide' auszuscheiden, so dass eine Erhöhung der Härte zusammen mit einer Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit entsteht.
Gemäss der im Corson-Patent gemachten Ausführungen waren verschiedene Klassen von Legierungen erzeugt worden, einschliesslich (1) eine Legierung mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 35 % und einer Härte von 150 Brinell; (2) eine Legierung mit einer Leitfähigkeit von 55% und einer minimalsten Härte von 135 Brinell; und (3) eine Legierung mit einer Leitfähigkeit von 75 % und einer minimalen Härte von 110 Brinell. Die von Corson erfundenen Legierungen sind jedoch im Handel nie weiterverbreitet worden, insbesondere in denjenigen Fällen, bei denjenigen eine grosse Härte und eine hohe Leitfähigkeit benötigt ist, wie dies der Fall bei Widerstandsschweisselektroden ist.
Beim Widerstandsschweissen von Metallen müssen die Punktschweisselektroden oder die sich berührenden Stoffe eine gute Härte und Festigkeit aufweisen, so dass sie ihre Formgebung beibehalten, und sie müssen im Stande sein,
■eine genügend grosse Stromstärke leiten zu können, so dass die Schweissung durchgeführt werden kann, ohne dass das sich berührende Material unnötig erwärmt, welche Erwärmung ein Erweichen und eine Verformung zur Folge hätte.
Eine bekannte, allgemeine Legierung, die zum Widerstandsschweissen von rostfreiem Stahl verwendet wird, ist von der «Resistance Welding Manufacturing Association» als «Class 3 type» bezeichnet worden. Die Norm dieser Legierung bestimmt eine minimale elektrische Leitfähigkeit, welche 45 % der Leitfähigkeit reinen Kupfers beträgt, zusammen mit einer minimalsten Härte von 90 Rockwell B (185 Brinell). Die Legierung, welche üblicherweise verwendet worden ist, enthält Beryllium, wobei festgestellt worden ist, dass die Dämpfe davon giftig sind. Eine Kupfer-Beryllium-Legierung darf nur bei strengster Überwachung und Steuerung der Dämpfe geschmolzen werden, und feiner Staub, der beim Abschleifen erzeugt wird, muss im Arbeitsbereich vollständig überwacht und gesteuert werden. Diese Einschränkungen haben die Anzahl Lieferanten äusserst beschränkt und die Herstellungskosten äusserst stark erhöht.
Ziel der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu beheben und eine Kupferlegierung zu schaffen, welche eine hohe Härte und eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit oberhalb 45 % enthält.
Die erfindungsgemässe Legierung ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
Die Legierung enthält vorteilhaft 2,0-3,0 Gew.-% Nikkei und/oder Kobalt, 0,4 Gew.-%-0,8 Gew.-% Silizium, 0,l%-0,5% Chrom, Rest Kupfer. In der Legierung kann Nickel vollständig oder teilweise durch Kobalt ersetzt sein, obwohl ein vollständiges Fehlen von Nickel bewirken kann, dass die mechanischen Eigenschaften etwas schlechter werden.
Um die erwünschte hohe Härte und Festigkeit zusammen mit der hohen elektrischen Leitfähigkeit zu erreichen, ist es notwendig, vorbestimmte Gewichtsverhältnisse zwischen dem Nickel und/oder Kobalt, dem Silizium und Chrom zu verwenden. Das Silizium wird in einer Menge verwendet, die etwas grösser ist als die stöchiometrische Menge, die notwendig ist, Silizide des Nickels in Form von Ni2Si und/ oder Kobalts in Form von Co2Si zu bilden, wobei das Nikkei und/oder Kobalt aus der Lösung als Ni2Si bzw. Co2Si entfernt wird und wobei überschüssiges Silizium zurückbleibt.
Chrom wird in einer Menge verwendet, die etwas grösser ist, als die stöchiometrische Menge, welche notwendig ist, mit dem verbleibenden Silizium Chrom-Silizid, Cr3Si oder Cr5Si3 zu bilden. Aufgrund der kleinen Löslichkeit von Chrom in Kupfer wird das überschüssige Chrom anlässlich einer zweiten Alterungsbehandlung ausgeschieden.
Die erwünschte Härte wird vorteilhaft mittels einer Ausscheidungshärtung erzeugt, bei welcher die Legierung zuerst zu einer Lösungstemperatur im Bereich von 871°C bis 982 °C erwärmt wird, und dann in Wasser oder einem anderen zweckdienlichen Stoff bei Raumtemperatur abgeschreckt wird. Darauf kann die Legierung zu einer Temperatur im Bereich von 482°C bis 593°C erwärmt werden, um ein Ausscheiden der Silizide zu erreichen, und um eine Härte zu erreichen, die höher als 90 Rockwell B (185 Brinell) ist, und eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich um 35% bis 40% zu erreichen.
Darauf kann die Legierung einer zweiten Alterungsbehandlung ausgesetzt werden, indem sie zu einer Temperatur im Bereich von 399° bis 482°C erwärmt wird, und bei dieser Temperatur wird die Menge Chrom, die nach dem Bilden des Chrom-Silicids übrigbleibt, d.h., die überschüssige Menge Chrom, ausgeschieden, so dass die elektrische Leitfähigkeit der Legierung Werte erreichen kann, die grösser als 45 %
sind.
Gemäss eines alternativen beispielsweisen Verfahrens, kann die Legierung von der ersten Alterungstemperatur mittels eines gesteuerten Ofens zur zweiten Alterungstemperatur gekühlt werden, wobei dann die Legierung bei dieser zweiten Alterungstemperatur während einer Zeitspanne gehalten wird, die genügt, dass die notwendige elektrische Leitfähigkeit erreicht wird.
Die Legierung, die gemäss der Erfindung hergestellt werden kann, kann ein hohes Mass an Härte und Festigkeit und auch eine hohe elektrische Leitfähigkeit weit über 45 % aufweisen, dieses kann durch die festgelegten, gesteuerten Zusätze der Legierungselemente und das zweifache Altem erreicht werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die erfindungsgemässe Legierung weist die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf:
Nickel oder Kobalt oder deren Mischungen 2,0 - 3,0 %
Silizium 0,4 - 0,8 %
Chrom 0,1 - 0,5 %
Kupfer Rest
Bevorzugterweise ist der Anteil Silizium grösser als die stöchiometrische Menge, die notwendig ist, dass während dem ersten Altern Silizide in Form von Ni2Si bzw. Co2Si entstehen, und um sicherzustellen, dass weitgehend sämtliches Nickel und/oder Kobalt aus der festen Lösung in Form von Ni2Si oder Co2Si entfernt werden, wobei überschüssiges Silizium zurückbleibt. Ist das Metall Nickel, so ist das Silizium in einer Menge vorhanden, die etwas grösser ist,
als es dem Gewichtsverhältnis 1 Teil Silizium zu 4,18 Teilen Nickel entspricht, wobei das Chrom in einer Menge vor5
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handen sein kann, das dem Gewichtsverhältnis 3,18 Teile Chrom zu 1 Teil des überschüssigen Silizium entspricht.
Wenn anstatt von Nickel Kobalt verwendet wird, kann der Siliziumanteil etwas grösser sein, als der Kobaltanteil geteilt durch 4,19. Falls der Siliziumanteil unterhalb des stöchiometrischen Verhältnisses mit Nickel und/oder Kobalt ist, wird das überschüssige Nickel und/oder Kobalt in Lösung bleiben und die elektrische Leitfähigkeit der Legierung vermindern. Weil es in der Praxis schwierig ist, mit genauen stöchiometrischen Mengen zu arbeiten wird eine etwas zu grosse Menge Silizium im Verhältnis zum stöchiometrischen Verhältnis verwendet, um damit sicherzustellen, dass das gesamte Nickel und/oder Kobalt in Form der Silizide entfernt wird.
Chrom wird in einer Menge verwendet, die etwas höher ist als die stöchiometrische Menge, die notwendig ist, mit den übriggebliebenen, überschüssigen Silizium-Chromsili-ziden, Cr3Si oder Cr5Si zu bilden. Da Chrom in Kupfer eine kleine Löslichkeit aufweist, wird überschüssiges Chrom durch die zweite Alterungsbehandlung ausgeschieden.
Beim Durchführen der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel wird Nickel und Silizium einer reinen Kupferschmelze im Verhältnisanteil Ni2Si zugefügt, bzw. 4,18 Teile Nickel zu einem Teil Silizium. Dann wird eine kleine zusätzliche Menge zusätzlich zur Menge gemäss des Verhältnisses 4,18 ebenfalls zugefügt. Die Umsetzung von Nickel und Silizium zur Bildung von Nickelsilizid in der Form von Ni2Si ist eine sogenannte Gleichgewichtsreaktion. Indem ein Überschuss an Silizium verwendet wird, wird die Umsetzung in Richtung Ni2Si gezwungen, wobei offensichtlich überschüssiges Silizium zurückbleibt.
Währenddem nun das überschüssige Silizium wichtig ist, um das Ausscheiden des Nickels sicherzustellen, würde es bezüglich der Leitfähigkeit sehr nachteilig sein, dieses Silizium, bzw. diese Menge Silizium in Lösung beizubehalten. Entsprechend ist nun durch eine Verwendung einer genügenden Menge Chrom in der Schmelze ein Mittel geschaffen, mittels welchem das überschüssige Silizium in Form von Chromsilizid, entweder als Cr3Si oder Cr5Si3 zu binden. Es besteht ein gewisser Spielraum in bezug auf die Zugabe des Chroms, weil Chrom in Kupfer eine kleine Löslichkeit aufweist, wobei dann das überschüssige Chrom aus der Kupfermatrix mittels einer zweiten Alterungsbehandlung ausgeschieden wird.
Die Legierung wird behandelt, indem sie zuerst zu einer Lösungstemperatur im Bereich von 871 °C bis 982°C erwärmt wird. Die Legierung wird dann während einer Zeitspanne von einer bis 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, so dass sichergestellt ist, dass eine weitgehend feste Lösung dieser Legierungselemente in der Kupfermatrix zustande kommt.
Darauf wird die Legierung abgeschreckt, um die Legierungselemente in fester Lösung zu halten.
Nach diesem Abschrecken wird die Legierung im Temperaturbereich von 482°C bis 593°C gealtert und während einer Zeitspanne von etwa 1 bis 5 Stunden und vorteilhaft ungefähr 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Während dieser Alterungsbehandlung scheiden die Metallsilizide als sub-mikroskopische Teilchen aus, welche die Härte der Legierung zu einem Wert oberhalb 90 Rockwell B (185 Brinell) erhöht und die elektrische Leitfähigkeit bis zu einem Wert von 35% bis 40% erhöht.
Die Legierung wird auf einem Wert unter 399°C gekühlt und danach einer zweiten Alterungsbehandlung im Bereich von 399°C bis 482°C, vorteilhaft bei einer Temperatur von 454°C, ausgesetzt. Die Legierung wird während einer Zeitspanne von 1 bis 5 Stunden, vorteilhaft etwa 3 Stunden bei dieser zweiten Alterungstemperatur gehalten.
Während dieses zweiten Alterns wird überschüssiges Chrom, d.h., die Menge, die nicht notwendig ist Chromsilizid zu bilden, aus der Lösung ausgeschieden und die elektrische Leitfähigkeit der Legierung wird spürbar bis zu einem Wert 5 oberhalb von 45 % erhöht und allgemein auf einen Wert im Bereich von 45% bis 50% gebracht, wobei keine nachteiligen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften auftreten.
Als alternatives zweistufiges Alterungsverfahren kann io eine gesteuerte Ofenkühlungsbehandlung durchgeführt werden. Bei diesem alternativen Verfahren wird die Legierung, nachdem sie von der Lösungstemperatur abgeschreckt worden ist, zu einer Alterungstemperatur im Bereich von 510°C bis 566°C erwärmt und während einer Zeitspanne von 1 15 bis 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dann wird die Legierung in einem Ofen zu einer Temperatur im Bereich von 427°C bis 454°C gekühlt und bei letzterer Temperatur während einer Zeitspanne von ungefähr % bis 2 Stunden gehalten. Darauf wird die Legierung auf Raumtem-20 peratur abgekühlt. Dieses alternative Verfahren, gemäss welchem die Legierung von der ersten Alterungstemperatur in einem Ofen zur zweiten Alterungstemperatur abgekühlt wird, ist üblicherweise in der Praxis nicht derart annehmbar wie das vorgehend beschriebene zweistufige Alterungs-25 verfahren und muss streng überwacht werden, weil die Kühlgeschwindigkeit von der relativen Masse des Ofens und des Erzeugnisses abhängt, und auch von der Art der Ofenisolierung.
In den nachfolgenden Beispielen ist das erfindungsge-30 mässe Verfahren illustriert:
Beispiel 1
Eine Kupferlegierung mit der folgenden Zusammensetzung in Gew.-%
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Nickel 2,62 %
Silizium 0,64 %
Chrom 0,32 %
Kupfer Rest
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wurde bis zu einer Lösungstemperatur von 972°C erwärmt und während einer Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Darauf wurde die Legierung auf Raumtemperatur abgeschreckt und nachfolgend während drei Stunden bei 510°C 45 gealtert um die Metallsilizide auszuscheiden. Nach dem Altern wies die Legierung eine Rockwell B-Härte von 97 (222 Brinell) auf und eine elektrische Leitfähigkeit von 38%.
Nach dem Altern wurde die Legierung mittels Luft auf Raumtemperatur gekühlt und dann während einer Zeitspan-50 ne von 3 Stunden einem zweiten Altern bei 454°C ausgesetzt und nachher luftgekühlt.
Die sich daraus ergebene Legierung wies eine Rockwell B-Härte von 97 (222 Brinell) und eine elektrische Leitfähigkeit von 47 % auf.
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Beispiel 2
Eine Legierung mit folgenden Anteilen in Gew.-%:
60 Nickel 2,85 %
Silizium 0,75 %
Chrom 0,35 %
Kupfer Rest
65 wurde zu einer Lösungstemperatur von 927°C erwärmt und während einer Zeitspanne von einer Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Darauf wurde die Legierung in Wasser zu Raumtemperatur abgeschreckt und nachfolgend zu einer
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Alterungstemperatur von 566°C erwärmt und während einer Stunde bei dieser Temperatur gehalten und nachfolgend während einer Zeitspanne von 1% Stunden auf 427°C mittels eines Ofens gekühlt und während einer Zeitspanne von % Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Darauf wurde die Legierung auf Raumtemperaturluft gekühlt. Nach der Wärmebehandlung wies die Legierung eine Rockwell Ii-Härte von 95 (210 Brinell) und eine elektrische Leitfähigkeit von 47 % auf.
Die erfindungsgemässe Kupferlegierung weist aufgrund der Wärmebehandlung ein hohes Mass Härte oberhalb 90 Rockwell B (185 Brinell) auf, und dieses zusammen mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit von über 45%. Die Erfindung kann entweder bei gegossenen oder geschmiede-5 ten Stoffen durchgeführt werden. Die Legierung ist insbesondere in der Form von Widerstandsschweisselektroden verwendbar, kann aber auch allgemein dann verwendet werden, wenn die Kombination von hohen mechanischen Eigenschaften und guter Leitfähigkeit die Arbeitsweise oder Bau-10 Vorschriften erfüllen kann.
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Claims (9)

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1. Wärmebehandelte Kupferlegierung, enthaltend im wesentlichen 2,0 bis 3,0 Gew.-% eines Metalls der Gruppe Nickel und Kobalt und deren Gemische, Silicide dieser Metalle in Form von Ni2Si bzw. Co2Si, Chromsilizium und der Rest Kupfer, wobei Silizium in einer Menge vorliegt, die grösser als die zum Bilden der Silicide notwendige stöchiometrische Menge und kleiner als die zum Bilden des Chromsilizium notwendige stöchiometrische Menge ist, und wobei die somit überschüssige Menge Crom als in der Kupfermatrix ausgeschiedene Teilchen vorhanden ist, welche Legierung eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die mehr als 45 % derjenigen reinen Kufers ist und die Härte derselben grösser als 90 Rockwell B ist.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Nickel ist und das Silizium in einer Menge vorhanden ist, die etwas grösser ist, als es dem Gewichtsverhältnis 1 Teil Silizium zu 4,18 Teilen Nickel entspricht, und dass das Chrom in einer Menge vorhanden ist, als es dem Gewichtsverhältnis 3,18 Teile Chrom zu 1 Teil des überschüssigen Silizium entspricht.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,4 bis 0,8% Silizium und 0,1 bis 0,5% Chrom enthält.
4. Verfahren zur Herstellung der Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung zu einer Lösungstemperatur erwärmt wird, die Legierung abgeschreckt wird, die Legierung bei einem ersten Temperaturbereich von 482°C bis 593 °C während einer Zeitspanne gealtert wird, die genügend lang ist, dass Silizide ausgeschieden werden, und dass die Legierung bei einem zweiten Temperaturbereich von 399°C bis 482°C während einer Zeitspanne gealtert wird, die genügend lang ist, um das überschüssige Chrom aus der Lösung auszuscheiden und die elektrische Leitfähigkeit der Legierung auf einen Wert oberhalb von 45 % zu bringen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung während einer Zeitspanne beim ersten Temperaturbereich gehalten wird, die genügt, dass sie eine Härte entwickelt, die grösser als 90 Rockwell B beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösungstemperatur 871°C bis 982°C beträgt und die Legierung während einer Zeitspanne von 1 bis 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten wird, dass die Legierung während einer Zeitspanne von 1 bis 5 Stunden bei der ersten Alterungstemperatur und während einer Zeitspanne von 1 bis 5 Stunden bei der zweiten Alterungstemperatur gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung von der ersten Alterungstemperatur auf eine Temperatur unterhalb 399°C abgekühlt und dann zur zweiten Alterungstemperatur erwärmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung von der ersten Alterungstemperatur in einem Ofen zur zweiten Alterungstemperatur abgekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,4 bis 0,8% Silizium und 0,1 bis 0,5% Chrom enthält.
CH9174/79A 1979-02-12 1979-10-11 Waermebehandelte kupferlegierung und verfahren zur herstellung derselben. CH648598A5 (de)

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NL (1) NL7907272A (de)
SE (1) SE440669B (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338130A (en) * 1980-11-20 1982-07-06 Burkett Richard A Precipitation hardening copper alloys
JPS6058783B2 (ja) * 1982-01-20 1985-12-21 日本鉱業株式会社 半導体機器のリ−ド材用銅合金の製造方法
JPS58124254A (ja) * 1982-01-20 1983-07-23 Nippon Mining Co Ltd 半導体機器のリ−ド材用銅合金
JPS5949293B2 (ja) 1982-06-05 1984-12-01 株式会社神戸製鋼所 電気電子部品用銅合金及びその製造法
US4728372A (en) * 1985-04-26 1988-03-01 Olin Corporation Multipurpose copper alloys and processing therefor with moderate conductivity and high strength
US4594221A (en) * 1985-04-26 1986-06-10 Olin Corporation Multipurpose copper alloys with moderate conductivity and high strength
US5020770A (en) * 1988-05-12 1991-06-04 Moberg Clifford A Combination of mold and alloy core pin
US5028391A (en) * 1989-04-28 1991-07-02 Amoco Metal Manufacturing Inc. Copper-nickel-silicon-chromium alloy
US4950154A (en) * 1989-07-03 1990-08-21 Moberg Clifford A Combination injection mold and sprue bushing
FR2706488B1 (fr) * 1993-06-14 1995-09-01 Tech Ind Fonderie Centre Alliage de cuivre, nickel, silicium et chrome et procédé d'élaboration dudit alliage.
JP2807398B2 (ja) * 1993-08-03 1998-10-08 和明 深道 磁気抵抗効果材料、その製造方法および磁気抵抗素子
US6764556B2 (en) 2002-05-17 2004-07-20 Shinya Myojin Copper-nickel-silicon two phase quench substrate
US7182823B2 (en) * 2002-07-05 2007-02-27 Olin Corporation Copper alloy containing cobalt, nickel and silicon
KR20040014756A (ko) * 2002-08-12 2004-02-18 김동원 필라멘트 와인딩 장치
KR100497817B1 (ko) * 2002-11-27 2005-07-01 김조권 초경량 다단(多段) 전신주 및 그 제조방법과 장치
KR100516441B1 (ko) * 2002-11-28 2005-09-23 김조권 필라멘트 와인드 원심(遠心) 제조방법 및 그 장치
KR20040051758A (ko) * 2002-12-13 2004-06-19 최선영 대형관체의 제조방법 및 그 장치
JP4494258B2 (ja) * 2005-03-11 2010-06-30 三菱電機株式会社 銅合金およびその製造方法
EP1873267B1 (de) * 2005-03-24 2014-07-02 JX Nippon Mining & Metals Corporation Kupferlegierung für elektronikmaterial
EP2221391B1 (de) * 2007-11-05 2014-04-30 The Furukawa Electric Co., Ltd. Kupferlegierungsblech
JP4440313B2 (ja) * 2008-03-31 2010-03-24 日鉱金属株式会社 電子材料用Cu−Ni−Si−Co−Cr系合金
RU2422552C1 (ru) * 2010-03-22 2011-06-27 Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро Способ старения деталей высокоточных приборов из закаленного сплава ак8м
WO2013027177A1 (en) * 2011-08-22 2013-02-28 Rivers Carbon Technologies Limited Shearer pick
CN102418003B (zh) * 2011-11-24 2013-05-08 中铝洛阳铜业有限公司 一种镍铬硅青铜合金的加工工艺方法
CN103484700A (zh) * 2013-09-13 2014-01-01 昆山市巴城镇顺拓工程机械配件厂 一种特种合金制备工艺
CN103643079B (zh) * 2013-11-29 2016-05-11 国网河南省电力公司平顶山供电公司 一种大功率发电机转子槽楔用合金及其生产工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1658186A (en) * 1925-02-21 1928-02-07 Electro Metallurg Co Copper alloy and process of producing and treating the same
US1778668A (en) * 1927-06-30 1930-10-14 Gen Electric Electrode
US1763303A (en) * 1928-11-14 1930-06-10 Ohio Brass Co Trolley wheel
US2241815A (en) * 1938-08-12 1941-05-13 Mallory & Co Inc P R Method of treating copper alloy castings
DE1107943B (de) * 1955-08-08 1961-05-31 Ver Deutsche Metallwerke Ag Aushaertungsfaehige Kupferlegierungen
DE1278110C2 (de) * 1960-03-09 1973-09-20 Ver Deutsche Metallwerke Ag Verwendung einer aushaertbaren kupferlegierung zur herstellung von halbzeug mit erhoehtem formaenderungsvermoegen
US3072508A (en) * 1961-02-15 1963-01-08 Ampco Metal Inc Method of heat treating copper base alloy
GB1358055A (en) * 1971-09-22 1974-06-26 Langley Alloys Ltd Copper-based alloys

Also Published As

Publication number Publication date
KR880000604A (ko) 1988-03-28
CA1126056A (en) 1982-06-22
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FR2448578B1 (de) 1985-05-24
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IT7950560A0 (it) 1979-10-15
AU530377B2 (en) 1983-07-14
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GB2043690B (en) 1983-08-03
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GB2043690A (en) 1980-10-08
KR880001524B1 (ko) 1988-08-19
KR830002054A (ko) 1983-05-21

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