CN112281023B - 一种具有优异折弯性的铜合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种具有优异折弯性的铜合金材料的重量百分比组成包括：0.05~0.25wt%的Ni，0.3~0.8wt%的Cr，0.05~0.5wt%的Fe，0.05~0.3wt%的Ti，余量为Cu和不可避免的杂质。本发明通过Cr、Fe、Ti、Ni等元素的合金化设计，并通过双级时效与再结晶退火相结合的形变热处理工艺，制备高强高导铜合金。本发明通过控制合金显微组织中Cr单、Ni₃Ti相和(Cr,Fe)₂Ti相的尺寸和密度，实现强化合金和提高合金折弯性及导电性的作用，本发明铜合金材料制成的带材的屈服强度为700MPa以上，导电率为55%IACS以上，Goodway90°折弯R₁/t=0不开裂，Badway90°折弯R₂/t≤1不开裂，具有优异的折弯性，可以应用于大规模集成电路引线框架以及折叠屏幕等产品。

Description

一种具有优异折弯性的铜合金材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体是一种具有优异折弯性的铜合金材料及其制备方法和应用，该铜合金材料折弯性优异、屈服强度高、导电性好，可应用于大规模集成电路引线框架以及折叠屏幕等产品。

背景技术

随着时代的进步，5G通信技术、芯片技术、通讯基站、人工智能以及消费电子设备等高新技术发展迅速，电子电气设备不断的向小型化、高负载、高可靠性的方向发展，电子电气设备系统日趋复杂化以及高度集成化，这使得铜合金材料的服役环境更加苛刻，铜合金材料的性能面临着更高的要求，不仅要求其具有较高的强度和导电性，还要求具有较好的折弯性以应对元件耐受复杂形状加工，因此平衡态高强高导铜合金材料越来越达到各方的广泛关注。

然而，对于铜合金而言，强度与导电性是互相牵制的两种性能：随着合金强度的提高，导电性势必会相应降低；而在提高了导电性的同时，材料的强度又会相应降低。另一方面，强度与弯曲加工性(即折弯性)也相互制约：通常高强度材料的弯曲加工性较差，而弯曲加工性优异材料的强度不高。例如Cu-Ni-Mg-Si合金带材的屈服强度可以达到700MPa以上，但是其导电率仅为40％IACS左右，因此，Cu-Ni-Mg-Si合金带材仅适用于对强度有较高要求的电子元器件中，而无法满足消费电子、电子接插件以及大规模集成电路引线框架等领域对铜合金的性能要求；Cu-Cr-Zr合金虽然具有80％IACS以上的导电率，但是其屈服强度仅为550MPa左右，因此Cu-Cr-Zr合金更适用于导电性要求更为严苛的工况环境中；Cu-Ti合金具有较高的强度以及良好的弯曲加工性，但其导电性较低，因此Cu-Ti合金适用于对强度要求较高的环境中。

为了开发一款折弯性优异且兼具高屈服强度、高导电性的铜合金材料以应对快速发展的各个高新技术行业的需求，填补铜合金研究领域以及市场上的空白，本发明提出一种具有优异折弯性的铜合金材料及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对大规模集成电路引线框架以及折叠屏幕等领域的应用，提供一款屈服强度为700MPa以上，导电率为55％IACS以上，Goodway90°折弯R₁/t＝0不开裂，Badway90°折弯R₂/t≤1不开裂(R₁、R₂为折弯半径，t为带材厚度)的具有优异折弯性的铜合金材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有优异折弯性的铜合金材料，该铜合金材料的重量百分比组成包括：0.05～0.25wt％的Ni，0.3～0.8wt％的Cr，0.05～0.5wt％的Fe，0.05～0.3wt％的Ti，余量为Cu和不可避免的杂质。

本发明铜合金材料中添加的Ni元素在Cu中的固溶度大，会与Cu形成连续固溶体，存在较宽的单相区，可以较大幅度提高铜合金的力学性能，但同时会降低铜合金的导电性。Ni元素在铜合金中常与Si或Al元素作为常用合金化组合，起到提高合金强度的目的，所形成的Ni₂Si或Ni₅Si₃以及Ni₃Al相在时效过程中析出，起到钉扎位错以及抑制晶粒长大的作用，进而同时提高合金的强度以及导电性。同时，Ni元素也可与Ti元素形成Ni₃Ti相，Ni₃Ti相除了具有较高的硬度、稳定的化学成分及晶体结构外，还具有较高的屈服强度和反常的屈服效应，即随温度的升高屈服强度也随之增加，并且随着Ni₃Ti相的析出，合金中对导电性影响较大的Ni、Ti元素也大量析出，在提升强度的同时使得合金的导电性显著提高。本发明中，通过对温度的精确控制，使合金在加工过程中率先形成Ni₃Ti相，降低Fe₂Ti相颗粒的数量，进一步提高合金的强度和折弯性。鉴于Ni元素对铜合金导电性的不利影响，本发明中将Ni元素含量控制在0.05～0.25wt％之间，在提高合金强度的同时，保证合金的导电性。

本发明铜合金材料中添加的Cr元素，在Cu中的固溶度在1076℃时仅为0.7％，且随着温度的降低其固溶度迅速下降，因此可作为析出强化型合金化元素添加在铜合金中。Cu-Cr二元合金的强化主要依靠弥散分布的富Cr相，富Cr相尺寸一般在5～10nm之间。铜基体中富Cr相的析出，使得合金的强度和导电性同时得到提高。同时，当合金中有Zr元素存在时，可在时效过程中同时产生Cr和Cu₅Zr两种细小的析出相，使合金的强度大幅提高，同时使得Cu-Cr合金的抗蠕变、疲劳性能得到改善。因此Cr元素对于铜合金的强化作用明显，同时又能兼顾铜合金导电性的要求，当Cr元素的含量低于0.3wt％时，所涉及铜合金会因为析出相量不足导致强度过低，而当Cr元素的含量高于0.8wt％时，会导致在铜基体中固溶的元素过多，致使合金的导电性过低，因此在本发明中Cr元素的含量设定在0.3～0.8wt％。

Fe和Ti元素都能够以二元合金的形式存在于铜合金中。Fe元素以Fe单质的形式作为强化相析出，也可以与P元素形成Fe₂P相析出。而Ti元素以Cu₃Ti和Cu₄Ti的形式并以调幅分解的形式在铜合金中形成，Cu-Ti二元合金作为Cu-Be合金的替代产品，具有非常高的强度，但是导电性较低。Fe和Ti元素能够形成Fe₂Ti相，同时提高合金的拉伸力学性能和导电性，因此在本发明中Fe和Ti元素作为次主要合金化元素。本发明中，Fe元素的含量控制在0.05～0.5wt％之间。当Fe元素的含量低于0.05wt％时，将会导致Cr单质强化相减少，进而降低合金的强度；而当Fe元素的含量高于0.5wt％时，会导致合金的导电性降低。本发明中，Ti元素的含量控制在0.05～0.3wt％之间。当Ti元素含量高于0.3wt％时，将会导致过量的Ti元素固溶在铜基体中，降低合金的导电性；当Ti元素含量低于0.05wt％时，对合金的强化效果不明显。此外，当Fe和Ti元素满足上述控制范围时，Fe、Ti元素也能够和Cr元素结合形成(Cr,Fe)₂Ti相，称为Laves相，但Cr元素在Laves相中的含量较少，一般在0.001～0.003wt％之间，既可以提高合金的强度，又能大幅提高合金的导电性。

作为优选，该铜合金材料的重量百分比组成中，Ni、Fe、Ti的重量百分比含量满足：0.35Ni+0.4Fe＞Ti。基体中固溶的Ti元素对合金的导电性存在不利影响，在本发明合金设计体系中，当Ni、Fe、Ti的元素含量满足上述公式时，Ti元素以Ni₃Ti和(Cr,Fe)₂Ti相的形式大量析出，提高合金的导电性，同时Ni和Fe元素也会伴随Ti元素而大量析出，在提高合金的导电性和屈服强度的同时对合金的折弯性起到明显的改善作用。当所添加的Ti、Fe、Ni元素的含量不满足上述要求时，则无法获得理想的强度和导电性，同时也会对合金的折弯性产生不利影响。

通过电子显微镜对该铜合金材料制成的带材的横截面进行显微组织观察与分析发现，显微组织中存在平均尺寸大小分别为100～500nm的(Cr,Fe)₂Ti析出相，100～400nm的Ni₃Ti相以及大量的1～10nm的球状Cr单质。其中Cr单质的密度为3.75×10⁸个/mm²以上，Ni₃Ti相的密度为5×10⁵个/mm²以上，(Cr,Fe)₂Ti相的密度为8×10⁵～4.4×10⁶个/mm²。另外，显微组织中还存在大小不一的CrFe等其他析出相，密度为2.0×10⁵/mm²个以下。

析出相颗粒尺寸的大小和数量反映了时效处理的效果。平均尺寸10nm以下的Cr单质析出相颗粒是本发明合金最主要的强化相，其密度为3.75×10⁸个/mm²以上，可以显著提高合金的强度，并且有利于合金导电性、折弯性的提高。平均尺寸为100～400nm的Ni₃Ti相可以有效提高合金的强度和折弯性，其密度控制在5×10⁵个/mm²以上。平均尺寸为100～500nm的(Cr,Fe)₂Ti相颗粒虽然也可以提高合金的强度，但该析出相粒径增大时，合金的折弯性改善不明显，其密度应控制在8×10⁵～4.4×10⁶个/mm²。CrFe等其他析出相的强化效果较差，并且相尺寸较大，析出相所处的位置容易成为裂纹产生的源点，并导致合金的弯曲加工性降低，因此CrFe等其他相的密度应控制在2.0×10⁵个/mm²以下。

铜合金带材的加工方式主要为冲压、折弯等，带材的折弯性对弯曲加工影响非常大。铜合金带材属于多晶体，在外加应力作用下，铜合金带材内部的不同晶体(粒)的塑性变形叠加即构成铜合金带材的塑性变形，而铜合金轧制面的不同织构的面积率对合金塑性变形有着重要影响。为了进一步提升合金的折弯性，本发明对合金带材轧制面不同取向的面积率进行了控制，具体地，该铜合金材料制成的带材的Copper织构的面积占比为15～30％，S织构的面积占比为20～40％，且Copper织构与S织构的面积占比总和为40～60％，S织构的面积占比大于Copper织构的面积占比。铜合金织构很大程度上是由形变热处理过程中产生并相互转化而来，不同的织构类型及含量都在一定程度上决定了带材产品的折弯性。本发明合金带材主要控制Copper织构以及S织构两种织构类型，且在面积占比上，S织构的占比要高于Copper织构。当两种织构的面积占比总和高于60％时，虽然合金带材的折弯性表现良好，但是合金会出现非常明显的各向异性，导致合金在服役过程中出现失效；而当两种织构面积占比总和低于40％时，合金的折弯性较差。因此本发明将铜合金材料制成的带材的Copper织构的面积占比控制在15～30％，S织构的面积占比控制在20～40％，且两者总和控制在40～60％。

除了通过控制带材中织构的类型以及面积占比，合金晶粒形貌、析出相的大小以及分布都在一定程度上影响带材的折弯性。本发明中，带材经过固溶之后经过较大变形量的冷变形，随后在750～850℃进行高温20～45s再结晶退火处理，使在冷变形过程中被拉长以及扭曲的晶粒发生部分再结晶，对在固溶过程中产生的立方织构进行调控，同时析出少量的Cr单质强化相、(Cr,Fe)₂Ti相和Ni₃Ti相；随后再次进行较小变形量的冷轧，为一级时效处理提供析出动能及通道，并随之进行380～480℃、6～8h的一级时效处理，在一级时效处理过程中可析出所有的第二相；最后进行不高于50％变形量的冷变形处理(冷精轧)，为二级时效处理提供额外的析出动力及通道，随之进行300～360℃、6～8h的二级时效处理，使Cr单质、Ni₃Ti相和(Cr,Fe)₂Ti相继续析出，同时提高合金强度及导电性。二级时效处理的温度控制在300～360℃之间，在此范围内可以得到较好的强化效果，超出此范围则对合金强度的提高程度有限，因此，二级时效处理应在300～360℃保温6～8h。本发明中，通过对织构种类及面积占比、晶粒度、晶粒变形程度以及析出相尺寸的控制，使带材Goodway 90°折弯R₁/t＝0不开裂，Badway90°折弯R₂/t≤1不开裂。

作为优选，该铜合金材料的重量百分比组成还包括含量为0.05～0.15wt％的Sn。Sn元素在铜合金中能够与Ni元素同时作为合金化元素，形成Ni-Sn化合物。在本发明中，Sn元素作为可选元素，作用是细化富Cr相，阻止强化相粗化，并阻碍与铜基体呈共格关系的Cr相转变成非共格关系。本发明中，Sn元素的含量控制在0.05～0.15wt％。Sn元素含量低于0.05wt％时，对富Cr相的细化作用有限，无法提高合金的强度；当Sn元素含量高于0.15wt％时，过量的固溶在基体中的Sn元素会导致合金导电性降低。

作为优选，该铜合金材料的重量百分比组成还包括含量为0.05～0.3wt％的Ag。Ag元素主要以固溶强化的机制提高铜合金的强度，且少量Ag元素的添加对合金的导电性影响非常小。Ag与其他铜合金中的合金化元素不同，过量添加后会造成铜合金中强烈的晶格畸变，从而导致电子的散射作用增强，降低合金的导电性。而当少量的Ag元素添加后，起到固溶强化的同时，对合金的导电性的影响微小。Ag元素作为可选添加元素，含量控制在0.05～0.3wt％之间。当含量低于0.05wt％时，对合金强度的提高极其有限；而当含量高于0.3wt％时，Ag元素造成的合金晶格畸变反而会导致合金导电性的降低。

作为优选，该铜合金材料制成的带材的屈服强度为700MPa以上，导电率大于55％IACS。

作为优选，该铜合金材料制成的带材的Goodway90°折弯R₁/t＝0不开裂，Badway90°折弯R₂/t≤1不开裂。

作为优选，该铜合金材料的重量百分比组成还包括含量为0.01～0.5wt％的X元素，X元素选自Mg、Al、P、Co、Zr中的任意一种或多种。Mg、Al、P、Co、Zr中的任意一种或多种元素的添加有助于细化晶粒，并且在高温下进行固溶处理也能使析出相粒子的密度得到控制。此外，Mg、Al、P、Co、Zr中的任意一种或多种元素还能够促进时效强化效果，使铜合金兼具良好的强度、导电性以及折弯性。当Mg、Al、P、Co、Zr中的任意一种或多种元素的含量大于等于0.01wt％时会出现上述效果，但如果添加量超过0.5wt％，则会降低Ti、Cr、Fe的溶解度极限，合金中趋向于沉淀粗的析出相粒子，虽然强度提高，但折弯性会降低。因此，本发明将Mg、Al、P、Co、Zr中的任意一种或多种元素的含量控制在0.01～0.5wt％。

上述具有优异折弯性的铜合金材料的带材的制备流程为：真空熔铸→一次铣面→热轧→二次铣面→一次冷轧→固溶处理→二次冷轧→再结晶退火处理→三次冷轧→一级时效处理→冷精轧→二级时效处理，其中再结晶退火处理的温度为750～850℃，时间控制在20～45s，室温水冷。优选地，一级时效处理的温度为380～480℃，升温速率大于250℃/s，保温时间为6～8小时；二级时效处理的温度为300～360℃，保温时间为6～8小时。具体制备流程如下：

1)配料：按配比取各原料。

2)真空熔铸：在1200～1300℃进行真空熔铸，真空度≤10Pa，在原料全部融化后通入氩气保护，以此来保护Ti元素在熔铸过程中不被氧化，保证Ti元素的含量，以确保在后续形变热处理过程中可以析出Ni₃Ti相以及(Cr,Fe)₂Ti相。

3)一次铣面：用于去除熔铸后合金表面的氧化皮。

4)热轧：为保证在铸造冷却过程中析出的粗大第二相重新回溶且焊合铸锭中的铸造缺陷，合金的热轧温度控制在850～900℃，保温时间为2～4h，此工艺下合金可达均匀化的目的，为尽量减少热轧后相粒子的析出，合金的终轧温度控制在750℃以上，冷却速度控制在200℃/s以上，轧制率控制在85％以上。

5)二次铣面：热轧后表面氧化皮较厚，为保证后期带材的表面质量，热轧板上下铣面0.5～1.0mm。

6)一次冷轧：总轧制率控制在80％以上，既可以得到变形组织，又有利于后期固溶过程。80％以上的冷加工率可以为本发明铜合金带材提供足够的应变能，进而促使合金在固溶淬火过程中形成40％以上的立方织构，并在随后的形变热处理过程中对织构类型和面积占比进行优化调控，使最终态合金以Copper织构与S织构为主。当冷轧率低于80％时，将会导致由于较低的应变能而无法获得足够含量的立方织构，并导致能够调控的织构含量较低，造成带材折弯性降低。

7)固溶处理：为实现相粒子充分回溶以提高基体的过饱和度，以及促使合金带材产生40％以上的立方织构，固溶温度控制在950～1050℃之间，升温速度30～60℃/s，保温30～200s，冷却速度大于200℃/s。

在固溶过程中，原始铸造组织中的粗大析出相以及在热轧冷却过程中的析出相充分回溶基体，并且在冷却速率大于200℃/s的条件下迅速冷却至室温，确保得到过饱和固溶体，而减少在冷却过程中强化相的析出，有利于在后续冷轧过程中晶粒取向的旋转，以得到足够含量的Copper织构与S织构。带材的升温速度低于30℃/s时，合金的晶粒将会粗化；而带材的升温速度大于60℃/s时，Copper织构与S织构的发展不充分。

8)二次冷轧：二次冷轧的目的在于为析出相的析出提供更多的能量和通道，以及使固溶后的组织在二次冷轧过程中发生取向旋转，达到调控立方织构向Copper织构以及S织构转变。轧制率应控制在20～60％之间。当二次冷轧量低于20％时，无法为一级时效提供足够的内能，将会导致析出不充分，最终产品强度较低；而当二次冷轧量高于60％时，组织中的立方织构将会转变成黄铜织构而非Copper织构和S织构，进而导致合金折弯性的降低。

9)再结晶退火处理：再结晶退火的目的在于使由于冷变形发生拉长以及扭转的晶粒发生再结晶，在一定程度上细化晶粒，并使组织中的黄铜织构和旋转织构转变成Copper织构和S织构；另一方面当再结晶退火温度为750～850℃时，合金中会析出大量的Ni₃Ti相，使得合金的屈服强度、硬度等得到充分提高，同时由于Ni₃Ti相在较高温度下保温时仍能保持较小的晶粒尺寸，因此合金的耐高温得到明显提升。当再结晶退火的时间控制低于20s时，Ni₃Ti相析出不充分，合金性能得不到足够的改善效果，多于45s时，Ni₃Ti相会转变成NiTi₂相，降低合金的弹塑性，同时使得其他析出相过度长大，对合金的强度以及折弯性造成不利影响，因此再结晶的时间控制在20～45s。

10)三次冷轧：三次冷轧的冷轧量应控制在15～35％之间，促使织构类型和含量不受影响，且可以为后续的一级时效提供足够的动能以及通道。当冷轧量低于15％时，一级时效效果较差，析出不充分，极大影响合金导电性的提高；当冷轧量高于35％时，前道形变热处理工序所调控出的Copper织构和S织构含量将会降低，进而导致合金折弯性的降低。

11)一级时效处理：一级时效处理使合金达到过时效的状态，在充分析出强化相的同时，可充分提高合金的导电性。

一级时效处理为实现一级时效析出强化的关键工艺，析出温度应满足所有析出相均可以大量析出且析出后长大缓慢，而过高的温度不仅会使析出相析出速度提高，析出后的长大速度也会提高，而尺寸过大的析出相对于合金强度的强化效果较差；而较低的时效温度需要非常长的时间才能使强化相析出，且由于动能有限析出不够充分，影响合金的强度以及导电性，因此一级时效温度控制在380～480℃，升温速率大于250℃/s，保温6～8小时后空冷。在一级时效处理过程中，利用较高的温度使单质Cr、Ni₃Ti相、(Cr,Fe)₂Ti相充分析出，达到过时效的效果，保证合金具有较高的导电性。

12)冷精轧：一级时效处理后的合金已经达到了过时效的状态，得到了较高的导电性，此时析出动力以及通道已经消耗殆尽，若此时紧接着进行二级时效的处理，强化相无法从基体中析出，而一级时效过程中析出的强化相将继续长大，引起合金性能的降低。因此，一级时效处理后对合金进行冷精轧处理有利于析出相的重新分布，并为二级时效处理提供更多的析出动力以及析出通道，使得带材的强度进一步提高。当轧制率低于20％，轧制道次小于5道次时，加工硬化效果以及析出相在切应力作用下重新分布的效果较差，同时为二级时效处理提供的能量和析出通道过少，二级时效处理反而会降低合金的强度。而当轧制率大于55％时，过大的冷变形量使合金变形过程中在硬质析出相处产生裂纹等缺陷，割裂合金组织且迫使大角度晶界增加同时位错密度降低，会出现加工软化的结果，进而使合金的强度降低。此外，前期调控出的Copper织构以及S织构会在冷变形过程中发生转变且含量降低，使合金的折弯性降低。因此应控制冷精轧处理的轧制率在20～55％，轧制道次大于5道次。

13)二级时效处理：二级时效处理一方面起到去应力退火的效果，又可以进一步析出强化相。虽然在一级时效处理阶段合金已经达到了过时效的状态，但是经过冷加工变形后，为时效处理提供了额外的析出通道和动力，可以使固溶在基体中的少量元素进一步析出，进一步提高Cr、Ni₃Ti的析出量，从而提高合金的导电性以及强度。当二级时效处理温度低于300℃时，过低的温度仅仅使合金释放内应力而无法使合金继续析出，同时降低合金的强度和导电性，而当二级时效处理温度高于360℃时，过高的温度会使现有析出强化相快速长大，合金的强度则会大幅度降低，因此二级时效处理温度不宜过高，在300～360℃之间保温6～8小时后空冷。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明通过Cr、Fe、Ti、Ni等元素的合金化设计，并通过双级时效与再结晶退火相结合的形变热处理工艺，制备高强高导铜合金。

(2)本发明通过在两次时效处理工艺之间进行多道次的冷精轧处理，有助于析出相充分地析出并均匀分布，进而有利于合金折弯性、屈服强度及导电性的提高。

(3)本发明铜合金材料制成的带材中析出的Cr单质的平均尺寸为1～10nm、密度为3.75×10⁸个/mm²以上，Ni₃Ti相的平均尺寸为100～400nm、密度为5×10⁵个/mm²以上，(Cr,Fe)₂Ti相的平均尺寸为100～500nm、密度为8×10⁵～4.4×10⁶个/mm²，在此条件下实现强化合金和提高合金折弯性及导电性的作用。

(4)本发明铜合金材料制成的带材的屈服强度为700MPa以上，导电率为55％IACS以上，Goodway90°折弯R₁/t＝0不开裂，Badway90°折弯R₂/t≤1不开裂，具有优异的折弯性。

(5)本发明铜合金材料可以应用于大规模集成电路引线框架以及折叠屏幕等产品。

附图说明

图1为实施例4的铜合金材料的透射电镜测试结果一，图中粒子为Ni₃Ti析出相；

图2为实施例4的铜合金材料的透射电镜测试结果二，图中粒子为Cr单质析出相。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

按表1及表2的各实施例及对比例成分所示的铜合金配料，在1200～1300℃下进行真空熔铸，形成铸锭进行一次铣面处理；将上述铸锭在850～900℃保温2～4h后，以不低于85％的轧制率进行热轧；接着进行二次铣面，热轧板上、下铣面0.5～1.0mm；之后以不低于80％的轧制率进行一次冷轧；接着将一次冷轧后的板材在950～1050℃之间，保温30～200s进行固溶处理；之后将固溶处理后的板材以20～60％的轧制率进行二次冷轧，然后对二次冷轧后的板材进行750～850℃、20～45s的再结晶退火处理，之后以15～35％的轧制率进行三次冷轧，接着在380～480℃、6～8h进行一级时效处理，之后以20～55％的加工率进行5道次以上的冷精轧；最后在300～360℃之间进行二级时效处理，得到带材样品。

对于得到的各带材样品，在以下条件下进行特性评价。

室温拉伸试验按照《GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》在电子万能力学性能试验机上进行，采用宽度为12.5mm的带头试样，拉伸速度为5mm/min。

导电率测试按照《GB/T 3048.2-2007电线电缆电性能试验方法第2部分：金属材料电阻率试验》，本检测仪器为ZFD微电脑电桥直流电阻测试仪，样品宽度为20mm，长度为500mm。

采用《JCBA T307-2007 Test method of bend formability for sheets andstrips of copper and copper alloys》检测实施例与对比例带材的折弯性(以Goodway90°R/t＝0，Badway90°R/t≤1折弯是否开裂进行评价)，测试带材的宽度为10mm。

采用EBSD对带材的织构类型及面积占比进行分析，织构占比是指，各取向偏离角度15°以内的面积除以测定面积的比值。

测试析出物大小时在扫描电镜以及透射电镜下观察样品的组织，根据观察结果计算合金析出的金属间化合物的平均粒径，并分别计算其数量密度。图1和图2为实施例4的铜合金材料在不同放大倍数下的透射电镜测试结果。

根据实施例可以发现，本发明实施例铜合金均实现了屈服强度≥700MPa，导电率≥55％IACS，Goodway90°折弯R₁/t＝0不开裂，Badway90°折弯R₂/t≤1不开裂。同时通过对比例1～3可以发现，当元素含量不满足规定范围时，合金的屈服强度以及导电性会受到不同程度影响，通过对比例4可以发现，当合金中不添加Ni元素时，合金的屈服强度以及折弯性达不到理想的效果，通过对比例5可以发现，当Ni、Fe、Ti的元素含量不满足公式时，合金的折弯性无法得到改善。

Claims (11)

1.一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料的重量百分比组成包括：0.05～0.25wt％的Ni，0.3～0.8wt％的Cr，0.05～0.5wt％的Fe，0.05～0.3wt％的Ti，余量为Cu和不可避免的杂质；该铜合金材料的重量百分比组成中，Ni、Fe、Ti的重量百分比含量满足：0.35Ni+0.4Fe＞Ti。

2.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，电子显微镜下的该铜合金材料制成的带材的横截面的显微组织中存在Cr单质相、Ni₃Ti相和(Cr,Fe)₂Ti相，其中Cr单质相的平均尺寸为1～10nm，密度为3.75×108个/mm²以上；Ni₃Ti相的平均尺寸为100～400nm，密度为5×105个/mm²以上；(Cr,Fe)₂Ti相的平均尺寸为100～500nm，密度为8.0×105～4.6×106个/mm²。

3.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料制成的带材的Copper织构的面积占比为15～30％，S织构的面积占比为20～40％，且Copper织构与S织构的面积占比总和为40～60％，S织构的面积占比大于Copper织构的面积占比，其中织构的面积占比是指各取向偏离角度15°以内的面积除以测定面积的比值。

4.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料的重量百分比组成还包括含量为0.05～0.15wt％的Sn。

5.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料的重量百分比组成还包括含量为0.05～0.3wt％的Ag。

6.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料制成的带材的屈服强度为700MPa以上，导电率大于55％IACS。

7.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料制成的带材的Goodway90°折弯R1/t＝0不开裂，Badway90°折弯R2/t≤1不开裂。

8.根据权利要求1所述的一种具有优异折弯性的铜合金材料，其特征在于，该铜合金材料的重量百分比组成还包括含量为0.01～0.5wt％的X元素，X元素选自Mg、Al、P、Co、Zr中的任意一种或多种。

9.权利要求1-8中任一项所述的具有优异折弯性的铜合金材料的制备方法，其特征在于，该铜合金材料的带材的制备流程为：真空熔铸→一次铣面→热轧→二次铣面→一次冷轧→固溶处理→二次冷轧→再结晶退火处理→三次冷轧→一级时效处理→冷精轧→二级时效处理，其中再结晶退火处理的温度为750～850℃，时间控制在20～45s。

10.根据权利要求9所述的具有优异折弯性的铜合金材料的制备方法，其特征在于，一级时效处理的温度为380～480℃，升温速率大于250℃/s，保温时间为6～8小时；二级时效处理的温度为300～360℃，保温时间为6～8小时。

11.权利要求1-8中任一项所述的具有优异折弯性的铜合金材料在大规模集成电路引线框架以及折叠屏幕中的应用。

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