Copper alloy containing cobalt, nickel, and silicon

Details Copper alloy containing cobalt, nickel, and silicon Copper alloy containing cobalt, nickel, and silicon

C - Chemistry, Metallurgy

22

F

C22F 1/08 (2006.01) C22C 9/06 (2006.01)

Patent

CA 2490799

A copper alloy having an improved combination of yield strength and electrical conductivity consists essentially of, by weight, from 1% to 2.5% of nickel, from 0.5% to 2.0% of cobalt, with a total nickel plus cobalt content of from 1.7% to 4.3%, from 0.5% to 1.5% of silicon with a ratio of (Ni+Co)/Si of between 3.5 and 6, and the balance copper and inevitable impurities wherein the wrought copper alloy has an electrical conductivity in excess of 40% IACS. A further increase in the combination of yield strength and electrical conductivity as well as enhanced resistance to stress relaxation is obtained by a further inclusion of up 1 % of silver. A process to manufacture the alloys of the invention as well as other copper-nickel-silicon alloys includes the sequential steps of (a). casting (10) the copper alloy; (b). hot working (12) the cast copper-base alloy to effect a first reduction in cross-sectional area; (c). solutionizing (14) the cast copper-base alloy at a temperature and for a time effective to substantially form a single phase alloy; (d). first age annealing (18) the alloy at a temperature and for a time effective to precipitate an amount of a second phase effective to form a multi-phase alloy having silicides; (e). cold working (20) the multi-phase alloy to effect a second reduction in cross-sectional area; and (f). second age annealing (22) the multiphase alloy at a temperature and for a time effective to precipitate additional silicides thereby raising conductivity, wherein the second age annealing temperature is less than the first age annealing temperature.

L'invention concerne un alliage de cuivre possédant une combinaison améliorée de limite élastique et de conductivité électrique, qui se compose essentiellement de 1 à 2,5 % en poids de nickel, de 0,5 à 2,0 % en poids de cobalt, avec une teneur totale en nickel et cobalt de 1,7 à 4,3 % en poids, de 0,5 à 1,5 % en poids de silicium avec un rapport (Ni+Co)/Si compris entre 3,5 et 6, le solde étant du cuivre et les impuretés inévitables, l'alliage de cuivre battu présentant une conductivité électrique de plus de 40 % I.A.C.S. Une amélioration supplémentaire de la combinaison de limite élastique et de conductivité électrique et de résistance accrue à la relaxation de contrainte est obtenue par une inclusion supplémentaire d'argent pouvant atteindre 1 % en poids. L'invention porte également sur la fabrication des alliages de l'invention ainsi que d'autres alliages cuivre-nickel-silicium, qui consiste en plusieurs étapes séquentielles, à savoir : a) la coulée de l'alliage de cuivre ; (b) la déformation à chaud (12) de l'alliage à base de cuivre coulé afin d'induire une première réduction de la section ; (c) la transformation en solution (14) de l'alliage à base de cuivre coulé à une température et pendant une durée efficaces pour qu'un alliage monophasé soit sensiblement obtenu ; (d) un premier recuit de vieillissement (18) de l'alliage à une température et pendant une durée efficaces pour qu'une quantité d'une seconde phase soit précipitée et qu'un alliage polyphasé contenant des siliciures soit formé ; (e) l'écrouissage (20) de l'alliage polyphasé pour l'obtention d'une seconde réduction de la section ; et (f) le second recuit de vieillissement (22) de l'alliage polyphasé à une température et pendant une durée efficaces pour induire la précipitation de siliciures additionnels et augmenter la conductivité, la température du second recuit de vieillissement étant inférieure à la température du premier recuit de vieillissement.

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