材料知識(shí)1銅材的介紹課件

材料知識(shí)-1銅材的介紹2005.6編製材料知識(shí)-1銅材的介紹1為什麼是你?為什麼要用銅呢?由於銅金屬具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及加工成型特性,因此銅合金在現(xiàn)今電子產(chǎn)業(yè)中成為相當(dāng)重要的原材料,銅合金種類(lèi)也隨著不同產(chǎn)品之功能性及加工方面的需求日益增加,各式兼具高導(dǎo)電性與高強(qiáng)度的銅合金板材(如次頁(yè)所示)亦迅速被研究開(kāi)發(fā)臺(tái)灣對(duì)材料工業(yè)的投資除了企業(yè)本身積極提昇產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力及銅合金板材製程能力外,國(guó)內(nèi)各學(xué)術(shù)及研究單位亦同時(shí)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)工作清華大學(xué)材料研究所及金屬工業(yè)發(fā)展中心,共同完成經(jīng)濟(jì)部工業(yè)局之『積體電路引線架銅板』工研院工業(yè)材料研究所輔導(dǎo)的『銅合金板材殘留應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)』;工研院亦提供各項(xiàng)業(yè)界相關(guān)之合作計(jì)劃其他…為什麼是你?為什麼要用銅呢?2銅合金板材

抗拉強(qiáng)度與導(dǎo)電率關(guān)係圖銅合金板材

抗拉強(qiáng)度與導(dǎo)電率關(guān)係圖3常用合金銅的種類(lèi)黃銅合金Cu:64%~68%;Zn:餘量具有漂亮色澤、衝製加工性好、延展性優(yōu)良、適合伸抽、易於電鍍及塗裝磷青銅合金5191：Sn:5.5~7.5約6％;Sn+P+CU>99.5%高強(qiáng)度硬度特質(zhì)5210：Sn:7.0~9.0約8％;Sn+P+CU>99.7%耐疲勞及彈性特性佳紅銅合金P:0.004％以下;Cu:99.90％具高熱電傳導(dǎo)性、加工性、延展性、耐蝕性及耐候性其他…常用合金銅的種類(lèi)黃銅合金4黃銅合金黃銅合金的特性黃銅為銅和鋅的合金,金屬光澤隨鋅含量增加由橙紅色轉(zhuǎn)為黃色,黃銅合金的機(jī)械性質(zhì)優(yōu)異C2600延展性優(yōu)異,深沖加工性及電鍍性良好;供製作彈殼、汽車(chē)散熱器、燈具、扣件C2680沖製加工性及電鍍性良好,與C2600比較;強(qiáng)度增加但延展性減少,供製作連接器及輸入/輸出之端子、篩板、燈具、扣件、衛(wèi)生器材等至於C2800強(qiáng)度高且具延展性,適合熱加工成型,但耐蝕性較差,在海水中易脫鋅及應(yīng)力腐蝕破壞與其他合金銅比較硬度:較磷青銅及紅銅高彈性:較磷青銅及紅銅差黃銅合金黃銅合金的特性5黃銅(Brass)

特性及規(guī)格一覽表(1)化學(xué)成份(ChemicalComposition)合金編號(hào)化學(xué)成份(wt.%)MaterialDesignationCuZnFePbJISC268064.0~68.5Rem.0.05(max)0.15(max)(2)物理特性(PhysicalProperties)合金編號(hào)密度g/cm3

彈性係數(shù)GPa熱膨脹係數(shù)mm/m．K熱傳導(dǎo)係數(shù)W/m．K導(dǎo)電率%IACSC26808.4710520.311627黃銅(Brass)

特性及規(guī)格一覽表(1)化學(xué)成份(Ch6黃銅(Brass)

特性及規(guī)格一覽表(3)機(jī)械性質(zhì)(MechanicalProperties)合金編號(hào)質(zhì)別符號(hào)抗拉試驗(yàn)硬度試驗(yàn)厚度(mm)抗拉強(qiáng)度(kgf/mm2)延伸率(50mm)(%)HvThickness>0.15mmC2680OC2680R-O>0.2>28>4070~90H/2C2680R-H/2>0.236~46>28110~130HC2680R-H>0.242~55-140~160EHC2680R-EH>0.253~60-160~180SHC2680R-SH>0.2>58->180黃銅(Brass)

特性及規(guī)格一覽表(3)機(jī)械性質(zhì)(Mech7磷青銅合金磷青銅合金的特性磷青銅是在銅錫合金中添加少量的磷,除了脫氧作用並可改良合金的機(jī)械性質(zhì),使得磷青銅合金的延展性良好,彈性好,耐蝕、耐疲勞及耐磨耗性優(yōu)良,實(shí)施稜冷加工時(shí)機(jī)械強(qiáng)度及彈性限會(huì)顯著增加可供作彈簧材料、電氣用彈簧開(kāi)關(guān)、連接器及輸入/輸出之端子、風(fēng)箱、熔線夾、滑動(dòng)片、電子零件等產(chǎn)品之材料及自動(dòng)沖床之銅質(zhì)軸承、軸承襯套等與其他合金銅的比較硬度:較黃銅低,較紅銅高彈性:較黃銅好,較紅銅低磷青銅合金磷青銅合金的特性8磷青銅(PhosphorBronze)

特性及規(guī)格一覽表(1)化學(xué)成份(ChemicalComposition)合金編號(hào)化學(xué)成份(wt.%)MaterialDesignationCuSnpPbFeZnJISC5191C5210Rem.Rem.5.5~7.07.0~9.00.03~0.350.03~0.35<0.05<0.05<0.10<0.10<0.30<0.30(2)物理特性(PhysicalProperties)

合金編號(hào)密度g/cm3彈性係數(shù)GPa熱膨脹係數(shù)mm/m．K熱傳導(dǎo)係數(shù)W/m．K導(dǎo)電率%IACSC5191C52108.848.8011011018.018.265.862.31412磷青銅(PhosphorBronze)

特性及規(guī)格一覽表(9磷青銅(PhosphorBronze)

特性及規(guī)格一覽表(3)機(jī)械性質(zhì)(MechanicalProperties)合金編號(hào)質(zhì)別符號(hào)抗拉試驗(yàn)Tensiletest硬度試驗(yàn)Hardnesstest厚度mm抗拉強(qiáng)度kgf/mm2延伸率%HvThickness>0.15mmC5191OCC5191R-O>0.2>32>42-H/4C5191R-H/4>0.240~52>35120~150H/2C5191R-H/2>0.250~60>20150~1703/4HC5191R-3/4H>0.252~62>18170~190HC5191R-H>0.260~70>10190~210EHC5191R-EH>0.265~75>8210~230SHC5191R-SH>0.2>75>5230~270磷青銅(PhosphorBronze)

特性及規(guī)格一覽表(10磷青銅(PhosphorBronze)

特性及規(guī)格一覽表(3)機(jī)械性質(zhì)(MechanicalProperties)合金編號(hào)質(zhì)別符號(hào)抗拉試驗(yàn)Tensiletest硬度試驗(yàn)Hardnesstest厚度mm抗拉強(qiáng)度kgf/mm2延伸率%HvThickness>0.15mmC5210OCC5210R-O>0.2>35>45-H/4C5210R-H/4>0.240~52>40120~150H/2C5210R-H/2>0.250~60>30150~1703/4HC5210R-3/4H>0.252~62>20170~190HC5210R-H>0.260~72>12190~210EHC5210R-EH>0.270~80>8210~230SHC5210R-SH>0.2>75>5230~270磷青銅(PhosphorBronze)

特性及規(guī)格一覽表(11紅銅合金的特性韌煉銅(ETP-C1100)及磷脫氧銅(DLP-C1200,DHP-C1220)合金板材具高導(dǎo)電導(dǎo)熱特性、良好延展性及加工成型性一般應(yīng)用在散熱鰭片、電氣開(kāi)關(guān)端子、電子零件、印刷輥?zhàn)蛹敖êB材料等產(chǎn)品上近年來(lái)由於各類(lèi)IC晶片之運(yùn)算處理速度日趨增進(jìn),所以紅銅板材在晶片之散熱器運(yùn)用方面將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的鋁合金散熱器,尤其在中央處理器之晶片的散熱器上,將成為主流的散熱材料與其他合金銅的比較硬度:較黃銅及磷青銅低彈性:較黃銅及磷青銅好紅銅合金紅銅合金的特性紅銅合金12紅銅(Copper)

特性及規(guī)格一覽表(1)化學(xué)成份(ChemicalComposition)合金編號(hào)化學(xué)成份(wt.%)

MaterialDesignationCuPJISC1100(ETP)99.9(min)0.004~0.012(2)物理特性(PhysicalProperties)

合金編號(hào)密度g/cm3

彈性係數(shù)GPa熱膨脹係數(shù)mm/m．K熱傳導(dǎo)係數(shù)W/m．K導(dǎo)電率%IACSC11008.9411716.9391.1101紅銅(Copper)

特性及規(guī)格一覽表(1)化學(xué)成份(Che13紅銅(Copper)

特性及規(guī)格一覽表(3)機(jī)械性質(zhì)(MechanicalProperties)合金編號(hào)質(zhì)別抗

拉

試驗(yàn)硬度試驗(yàn)厚度(mm)抗拉強(qiáng)度(kgf/mm2)延伸率(50mm)(%)HvThickness>0.15mmC1100O>0.2<27>30<65H/4>0.224~30>1360~80H/2>0.226~33>1070~903/4H>0.229~35>580~100H

>0.230~37>490~110EH>0.233~40>395~110SH>0.235~41>2100~125紅銅(Copper)

特性及規(guī)格一覽表(3)機(jī)械性質(zhì)(Mec14其他銅合金還有哪些合金類(lèi)高鎳及鎳合金材料彈片材料及銅合金相關(guān)材料溫度雙金屬片半導(dǎo)體封裝材料其他銅合金還有哪些合金類(lèi)15高鎳及鎳合金材料高鎳合金(鎳基合金)是以鎳為基礎(chǔ),再加上不同比例的鐵、鉻、鉬或其他稀有金屬而成,適用於耐高溫或不同酸、鹼值的環(huán)境鎳合金所涵蓋的應(yīng)用範(fàn)圍更廣,例如:高級(jí)眼鏡材料、燈泡材料、快速窯滾筒、熱處理、火星塞、石化工業(yè)等常見(jiàn)鎳合金的種類(lèi)高鎳合金:Nickel200;Nickel212鎳鉻合金:Inconel600/601鎳鉻鐵合金:Alloy840/800/825鎳銅合金:Monel400鎳基合金:AlloyC276B/C/D

高鎳及鎳合金材料高鎳合金(鎳基合金)16彈片材料及銅合金相關(guān)材料彈片材料及銅合金相關(guān)材料可被應(yīng)用的範(fàn)圍極為廣泛,使用範(fàn)圍由民生到工業(yè)用品,諸如高級(jí)電器開(kāi)關(guān)、繼電器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)各種高級(jí)端子、快速接頭及連接器等其各有不同特性(如有些特性為高彈性係數(shù)、高導(dǎo)電率、高張力強(qiáng)度高硬度等)彈片種類(lèi)的銅鈹銅(BeCu)JISC1720/C1700鈦銅(TiCu)白銅CuNi18Zn20/CuNi18Zn27JISC7521/C7701銅鎳矽合金(Alloy7025)彈片材料及銅合金相關(guān)材料彈片材料及銅合金相關(guān)材料可被應(yīng)用的範(fàn)17溫度雙金屬片溫度雙金屬片的特性將2或3層不同材質(zhì)的金屬合在一起,利用金屬對(duì)熱感應(yīng)的膨脹係數(shù)之不同而產(chǎn)生彎曲的特性,藉此達(dá)到溫度的測(cè)控,是對(duì)溫度雙金屬片最簡(jiǎn)易的解釋其用途以製成溫度開(kāi)關(guān)、斷路器、保溫開(kāi)關(guān)、電氣遮段器、過(guò)載電驛等為主,亦有以雙金屬片作為感溫素材的溫度計(jì)器溫度雙金屬片的種類(lèi)高感度雙金屬片一般用雙金屬片高溫用雙金屬片溫用雙金屬片中阻抗用雙金屬片低阻抗用雙金屬片耐蝕性雙金屬片溫度雙金屬片溫度雙金屬片的特性18半導(dǎo)體封裝材料半導(dǎo)體材料的特性在於熱膨脹係數(shù)與陶瓷、硬質(zhì)玻璃、軟質(zhì)玻璃材料的熱膨脹係數(shù)相類(lèi)似因此成為IC導(dǎo)線架、電視布朗管、真空管、二極體、燈球、照明燈管等最佳的封著用導(dǎo)線材材料種類(lèi)COBAL合金，硬質(zhì)玻璃用鎳鉻鐵合金，軟質(zhì)玻璃用鎳鐵合金，Ni42-Fe/Ni46-Fe/Ni50-Fe系列杜鎂絲Ni42-Fe被覆無(wú)氧化銅、硼砂膜鋁極細(xì)線AluminumFineWire鍍銀銅線SilverCoatedWire半導(dǎo)體封裝材料半導(dǎo)體材料的特性在於熱膨脹係數(shù)與陶瓷、硬質(zhì)玻璃19磷青銅(PhosphorBronze)

合金各規(guī)格對(duì)照表

合金編號(hào)AlloyNo.化

學(xué)

成

分ChemicalComposition(wt.%)CuSnPFeNiPbZnOthersCuSn4Rem.3.5~4.50.01~0.40≦0.1≦0.3≦0.05≦0.3----CuSn54.5~5.5CuSn65.5~7.5CuSn87.5~9.0C5101Rem.3.0~5.50.03~0.35----------------Cu＋Sn＋P≧99.5C51915.5~7.0C52127.0~9.0C5111Rem.3.5~4.50.03~0.35----------------Cu＋Sn＋P≧99.5C51024.5~5.5C51915.5~7.0C52127.0~9.0C52107.0~9.0≦0.1----≦0.05≦0.2Cu＋Sn＋P≧99.7磷青銅(PhosphorBronze)

合金各規(guī)格對(duì)照表20磷青銅(PhosphorBronze)

合金各規(guī)格對(duì)照表合金編號(hào)AlloyNo.化

學(xué)

成

分ChemicalComposition(wt.%)CuSnPFeNiPbZnOthersC51100Rem.3.5~4.90.03~0.35≦0.1----≦0.05≦0.3----C510004.2~5.8C519005.0~7.0C521007.0~9.0≦0.2CuSn4Rem.3.5~4.50.01~0.35≦0.1≦0.3≦0.05≦0.3≦0.2CuSn65.5~7.5CuSn87.5~8.5PB101Rem.3.5~4.50.02~0.40--------≦0.02≦0.3----PB1024.5~5.5PB1035.5~7.5磷青銅(PhosphorBronze)

合金各規(guī)格對(duì)照表合21銅合金板材厚度公差

(Thicknesstolerancesforstrip)寬度Width

厚度Thickness厚度公差ToleranceJISStandard(H3100)≦200≦300≦400≦7000.10~0.15incl.±0.010±0.020±0.020----0.15~0.25incl.±0.020±0.020±0.020±0.0300.25~0.35incl.±0.020±0.030±0.030±0.0400.35~0.50incl.±0.030±0.030±0.040±0.0500.50~0.80incl.±0.030±0.040±0.050±0.0600.80~1.20incl.±0.040±0.050±0.060±0.0701.20~2.00incl.±0.050±0.060±0.070±0.0802.00~3.00incl.±0.060±0.070±0.080±0.100單位:mm紅銅(C1100);黃銅(C2680)

銅合金板材厚度公差

(Thicknesstolerance22銅合金板材厚度公差

(Thicknesstolerancesforstrip)寬度Width

厚度Thickness厚度公差ToleranceJISStandard(H3100)≦400mm400~650mmover0.10mmto0.15mmincl.±0.010mm----over0.15mmto0.25