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随着电子工业的发展,满足超大规模集成电路引线框架材料的理想性能要求为:抗拉强度σb>600MPa,显微硬度HV>180,导电率>80%IACS,软化温度>500℃,研究人员从形变强化、固溶强化、析出强化、细晶强化、复合强化等方面研制高强高导铜基材料。为获得上述理想性能指标,建立一套我国自主的高强高导铜合金材料体系势在必行。本文针对高强高导铜合金成分设计、熔炼工艺和热处理制度对显微组织结构及性能关系等方面进行了系统研究,并在此基础上实现合金成分和工艺的优化,最终得到优良综合性能的合金。结果如下:(1)铜合金液凝固时采用更大的冷却速度,可以降低合金的成分偏析,获得更均匀的组织和性能。浇注前降低合金液的温度后进行带电浇注,浇注速度应缓慢,在整个过程中采用先缓后稍快最后再减缓的速度进行浇注,可以得到质地更均匀,更致密和缩孔较浅的铜合金铸棒。(2)对合金的成分研究表明:添加稀土Y比加入稀土Nd可以得到更高的硬度,更稳定的性能和更均匀的组织,起到更好的添加效果;析出强化合金Cr元素的加入量应适当,其添加量为0.8wt%时可以得到优良的力学与电学综合性能;Zr元素的加入,可以显著改善合金的显微组织,细化晶界,减少Cu-Cr共晶组织的产生,提高合金的显微硬度并提高合金的热稳定性,其加入量在0.2wt%时可以获得优良的硬度与导电率匹配的综合性能;综上得到两种较优性能的合金成分配比,一种是不加入Zr合金元素,硬度略低,但导电率较高的Cu-0.8Cr-0.05Y(wt%)合金成分,另一种是加入Zr元素,硬度值较高但导电率略低的Cu-0.8Cr-0.2Zr-0.05Y(wt%)合金成分。(3)合金经过70%形变,形变量不足;当形变量增加到90%时,晶粒明显被拉长,能产生较多的空位及位错等缺陷,为固溶原子提供更多的析出通道,利于后期时效的析出,其形变强化效果显著。(4)研究合金热处理中的固溶工艺、时效温度和时效时间对试样的组织及性能的影响后,得到较好的制备工艺:Cu-0.8Cr-0.05Y合金采用90%形变+480℃×12min时效处理,可以获得硬度为176HV,抗拉强度540MPa,导电率达84.8%IACS,软化温度为525±5℃的优良综合性能;Cu-0.8Cr-0.2Zr-0.05Y合金采用90%形变+500℃×60min时效处理,其硬度为194HV,抗拉强度552MPa,导电率可达83.3%IACS,软化温度高达580±5℃的优良性能。