高强高导铜合金
我国铜材产量和消费量均居世界首位。按照包括各种常用铜材在内的总体产量和进口量计算,通用铜材的国内满足度达到了96%。先进铜合金材料与构件在国家安全、重大工程和经济建设中具有重要地位,然而各种高性能铜合金材料严重依赖进口,如新型高强高导铜合金带材、超细丝材、超薄带材等。
开发先进铜合金材料及其高效、短流程制备加工新技术对促进战略新兴产业发展、推动我国由材料大国向材料强国迈进起着重要的支撑作用。本文从国家重大工程和新兴产业用铜合金的应用着手,梳理诸多领域内铜合金材料的发展与应用现状,在分析先进铜合金材料的研发趋势与典型市场需求的基础上,提出先进铜合金材料的中长期发展目标与建议。
高强高导铜合金主要应用于集成电路引线框架带材、轨道交通接触线、高压电器触头等部件。国际市场上的高强高导铜合金材料有百余种,获得广泛应用的主要是Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系、Cu-Cr-Zr系等。
在Cu-Fe-P系、Cu-Ni-Si系合金方面,国外开发了系列牌号,如C19400(CuFeP)和C70250(CuNiSi),TAMAC194(CuFeZnP)、EFTEC6(CuFeP)、KLF5(CuFeSnP)和KLF118(CuNiSiZn)、NKC114(CuNiSiZn)等。关于引线框架带材,目前应用广泛的仍是中强高导型Cu-Fe-P系合金(如C19400、KFC等),具有成本低廉、强度中等、高导电性、高导热性和良好的钎焊性、浸润性、加工成型性等优良特性。
Cu-Cr-Zr系合金是高速轨道交通接触线和超大规模集成电路引线框架的理想材料。PHC-120接触导线就属于该合金体系。近年来,美国、日本和德国企业相继开发了耐热Cu-Cr-X系合金引线框架带材,C18160、C18080、C18141等,抗拉强度为540~630MPa,导电率为79%~84%IACS(国际退火铜标准)。国内在Cu-Cr-Zr系合金的成分优化和组织结构调控等方面进行了系统研究