一种高性能铜合金的制备方法与流程

本发明属于手机用耳机端子的材料技术领域，具体涉及一种高性能铜合金的制备方法。

背景技术：

目前手机用耳机一般由插孔和插头两部分组成。插孔部分由铁壳、塑胶、端子、绝缘底板组成，其在装入手机之前要将耳机座焊接在pcb板上。在环境温度25℃、相对湿度55％rh下，手动用耳机公端来回插入母端进行耳机座寿命插拔测试，要求初始及3000次寿命后，插入力0-20n，拔出力6-20n；5000次10000次寿命后，插入力及拔出力为3-20n，并且不出现裂纹或断裂。在耳机的组成部分中，对其使用寿命影响起决定作用的为其内部所用的端子，目前市场上端子所用的材质一般为锡磷青铜、黄铜及钛铜。锡磷青铜及黄铜测试寿命只能达到3000次，3000次测试后，拔出力≤6n，并且在端子弯折处出现裂纹，无法满足高端手机的要求。钛铜其力学性能及抗疲劳性能良好，能满足寿命测试10000次并且不出现裂纹和断裂，但是其不但价格昂贵而且只能进口，交货期长。

因此，研发一种既经济又能满足耳机寿命测试要求的新材料，不仅是材料生产商未来发展的方向，同时也是市场的必然要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高性能铜合金的制备方法，该方法所制得的高性能铜合金的抗拉强度≥700mpa、导电率≥10％、延伸率≥10％、晶粒度≤0.005mm，完全能满足耳机端子寿命测试要求。

本发明是这样实现的：

一种高性能铜合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤s1：水平连铸：

合金成分控制在sn:10％-12％、ti:.0.5％-1％、p：0％-0.2％、zn:0.1％-0.2％、mg：0％-0.02％，余量为cu，进行水平连铸，铸造温度1250℃-1350℃，采用拉-停-反推工艺，铸造铸坯尺寸为厚度15.5mm-16mm、宽度430-450mm；

步骤s2：高温均匀化退火：

铸坯进行高温均匀化退火，退火温度630℃-700℃，保温时间8-10h；

步骤s3：四面铣：

铸坯退火后进行铣面；

步骤s4：粗轧：

铣面后转粗轧，由14.3mm轧至2mm，轧制工艺为14－11.5－9－7.5－6－3.7－2.9－2，共轧制7道次，轧制速度120-140米/分，前后张力控制在30-40kn；

步骤s5：中轧：

轧制2mm后再转中轧机由2mm轧至0.6mm，轧制工艺为2-1.4-1.1-0.9-0.75-0.6，轧制道次为5道次，轧制速度180-350米/分，前后张力控制在10-20kn；

步骤s6：钟罩炉软化退火：

轧制0.6mm后再转至钟罩炉进行软化退火，退火温度380-420℃，升温时间4-6h，保温时间5-7h；

步骤s7：清洗：

退火后转入清洗线清洗；

步骤s8：中轧：

清洗后转入中轧机轧至0.25mm，轧制工艺为0.6－0.4－0.3－0.25，轧制道次为3道次，轧制速度150-300米/分，前后张力控制在5-15kn；

步骤s9：气垫炉固溶：

轧至0.25mm后，转入气垫炉固溶，固溶温度780-820℃、退火速度30-40米/分，加热区风扇转速控制在800-1000r/min；

步骤s10：二十辊成品轧制：

0.25mm固溶后，转入二十辊精轧机由0.25mm轧至0.2mm成品，轧制道次为1道次，前后张力控制在3-5kn，轧制速度200-300米/分；

步骤s11：清洗：

轧制0.2mm后，转入清洗线进行清洗；

步骤s12：钟罩炉时效：

清洗后转钟罩炉进行时效处理，时效温度420-450℃，升温时间4-6h，保温时间5-7h；

步骤s13：清洗：

0.2mm成品时效后，转入清洗线清洗；

步骤s14：拉弯矫直：

清洗后转拉弯矫直，张力控制在0.1％-0.3％，速度100-150米/分；

步骤s15：成品剪切，包装入库。

进一步地，上表面铣0.8-0.9mm、下表面铣0.9-1.0mm，两侧面各铣1-2mm。

进一步地，所述步骤s7中，清洗速度50-60米/分，研磨刷电流0.5-1.0a。

本发明的优点在于：本发明通过在水平连铸时加入铜、锡、钛、磷、锌、镁等元素，将合金成分控制在sn:10％-12％、ti:.0.5％-1％、p:0％-0.2％、zn:0.1％-0.2％、mg:0％-0.02％，余量为cu，后经过630-700℃的高温均匀化退火，退火后经过铣面，上表面铣0.8-0.9mm、下表面铣0.9-1.0mm，两侧面各铣1mm，铣面后经过冷轧由16mm开坯至2-3mm，之后经过3-5次中间软化退火及轧制，退火后轧制留底，后转入气垫炉高温快速固溶，固溶后转入钟罩炉进行时效处理，时效处理后采用适当加工率轧制成品厚度，后经过清洗、拉弯矫直生产至成品。采用此方法生产的成品，抗拉强度能达到≥700mpa、导电率≥12％、晶粒度≤0.005mm，完全能满足耳机端子寿命测试要求。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的方法流程示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，一种高性能铜合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤s1：水平连铸：

合金成分控制在sn:10％-12％、ti:.0.5％-1％、p:0％-0.2％、zn:0.1％-0.2％、mg:0％-0.02％，余量为cu，进行水平连铸，铸造温度1250℃-1350℃，采用拉-停-反推工艺，铸造铸坯尺寸为厚度16mm、宽度450mm；

步骤s2：高温均匀化退火：

铸坯进行高温均匀化退火，退火温度630℃-700℃，保温时间8-10h；

步骤s3：四面铣：

铸坯退火后进行铣面，上表面铣0.8mm、下表面铣0.9mm，两侧面各铣1mm；

步骤s4：粗轧：

铣面后转粗轧，由14.3mm轧至2mm，轧制工艺为14－11.5－9－7.5－6－3.7－2.9－2，共轧制7道次，轧制速度120-140米/分，前后张力控制在30-40kn；

步骤s5：中轧：

轧制2mm后再转中轧机由2mm轧至0.6mm，轧制工艺为2-1.4-1.1-0.9-0.75-0.6，轧制道次为5道次，轧制速度180-350米/分，前后张力控制在10-20kn；

步骤s6：钟罩炉软化退火：

轧制0.6mm后再转至钟罩炉进行软化退火，退火温度380-420℃，升温时间4-6h，保温时间5-7h；

步骤s7：清洗：

退火后转入清洗线清洗，清洗速度50-60米/分，研磨刷电流0.5-1.0a；

步骤s8：中轧：

清洗后转入中轧机轧至0.25mm，轧制工艺为0.6－0.4－0.3－0.25，轧制道次为3道次，轧制速度150-300米/分，前后张力控制在5-15kn；

步骤s9：气垫炉固溶：

轧至0.25mm后，转入气垫炉固溶，固溶温度780-820℃、退火速度30-40米/分，加热区风扇转速控制在800-1000r/min；

步骤s10：二十辊成品轧制：

0.25mm固溶后，转入二十辊精轧机由0.25mm轧至0.2mm成品，轧制道次为1道次，前后张力控制在3-5kn，轧制速度200-300米/分；

步骤s11：清洗：

轧制0.2mm后，转入清洗线进行清洗；

步骤s12：钟罩炉时效：

清洗后转钟罩炉进行时效处理，时效温度420-450℃，升温时间4-6h，保温时间5-7h；

步骤s13：清洗：

0.2mm成品时效后，转入清洗线清洗；

步骤s14：拉弯矫直：

清洗后进行拉弯矫直，张力控制在0.1％-0.3％，速度100-150米/分；

步骤s15：成品剪切，包装入库。

按以上方法制得的产品各项性能检测结果如表1所示：

表1：

本发明通过在水平连铸时加入铜、锡、钛、磷、锌、镁等元素，将合金成分控制在sn:10％-12％、ti:.0.5％-1％、p:0％-0.2％、zn:0.1％-0.2％、mg:0％-0.02％，余量为cu，后经过630-700℃的高温均匀化退火，退火后经过铣面，上表面铣0.8-0.9mm、下表面铣0.9-1.0mm，两侧面各铣1-2mm，铣面后经过冷轧由16mm开坯至2-3mm，之后经过3-5次中间软化退火及轧制，退火后轧制留底，后转入气垫炉高温快速固溶，固溶后转入钟罩炉进行时效处理，时效处理后采用适当加工率轧制成品厚度，后经过清洗、拉弯矫直生产至成品。采用此方法生产的成品，抗拉强度能达到≥700mpa、导电率≥12％、晶粒度≤0.005mm，完全能满足耳机寿命测试要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。