国家标准计划《铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国有色金属工业协会。
主要起草单位 宁波兴业盛泰集团有限公司 、宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司 。
| 77 冶金 |
| 77.150 有色金属产品 |
| 77.150.30 铜产品 |
本标准配套于科技部2016年重点研发计划“重点基础材料技术提升与产业化生产”重点专项中“高性能高精度铜及铜合金板带制造技术”(课题编号2016YFB0301300)项目中的应力松弛性能检测方法。
根据国办发〔2016〕42号《关于营造良好市场环境促进有色金属工业调结构促转型增效益的指导意见》中明确指出“发展高性能铜带箔精深加工产品等关键基础材料,满足先进装备、新一代信息技术、船舶及海洋工程、航空航天、国防科技等领域的需求” 。
具有高弹性、高导性的铜及铜合金板带箔材是汽车连接器、精密接插件及大规模集成电路弹性元器件的重要基材,铜基材料在高温高压或室温下长时间受载荷作用下如拉伸、弯曲、压缩和扭转等,会使材料发生应力松弛,进而材料的可靠性和工作寿命会受到影响。
本标准主要是针对铜及铜合金板带箔材抗弯曲应力松弛能力的检测试验方法。
随着电子元器件向着微型化、薄型化、高密度和高度集成化发展,电子元器件在长时间使用中产生的热效应不断增加,部分元器件还可能在更高的温度下长时间使用,为了保持端子连接器弹片的嵌合力,这就要求材料具有优良的抗应力松弛性能。
此外,国内接插件市场占有率比较高,但均以中低端市场为主,而高端的汽车连接器、精密接插件及大规模集成电路等产品则长期依赖进口。
造成这种现象的原因主要有两个方面,一方面是我国对于高弹铜基合金的基础研究起步较晚,且我国铜合金制备加工能力与发达国家相比还有一定差距,工艺条件、装备水平等方面都有待进一步提高;另一方面是随着客户对铜基弹性材料性能的要求不断提高,许多客户对材料提出了具有抗应力松弛特性的隐性需求,而国内应力松弛试验方法标准少,不能满足多元条件下的应力松弛测试要求,因此评价应力松弛性能好坏的标准很难进行统一化、数据化,从而也限制了我国对高端连接器及精密接插件等材料进行更深层次的研发工作。
现有的GB/T 10120-2013“金属材料拉伸应力松弛试验方法”标准检测的是材料的拉伸应力松弛特性及试验方法,但铜基弹性接插件的工作环境,与弯曲应力松弛试验条件相接近,采用弯曲应力松弛试验方法,更能代表实际材料的工作条件,更可满足多元条件下的应力松弛试验要求;另外,目前生产和使用企业只是独立地进行弯曲应力松弛检测相关的试验性工作,其试验方法五花八门,未对其进行展开系统地、深层次的研究,缺乏统一评价标准,其检测数据没有可比性。
因此,制定铜及铜合金弯曲应力松弛试验方法十分重要,对规范弯曲应力松弛试验方法,统一数据评价标准,有利于我国中高端连接器、集成电路用材料的研发,具有良好的现实意义。
目前,我国铜加工业进入新常态,也进入转型升级的关键时期,大力发展铜基弹性元器件和接插件材料对于我国有色金属工业改变传统模式、摆脱过剩产能、扩大有色金属应用将起到至关重要的作用。
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本标准规定了带薄材弯曲应力松弛试验方法的原理、定义、符号及说明、试样及其尺寸测量、试验设备、试验要求、试验报告。 此测试方法是一种利用短片的试样,在单端弯曲状态下,薄板的常温或高温下产生的应力松弛的测试方法。测出在经过规定的时间后,在常温下,试样在规定位置的弯曲位移,作为随着时间而增加的永久性变形,利用初始应力和初始变形,可以根据下列公式推算出松弛应力。 本标准适用于厚度为0.15~1.0mm的板带箔材。