一种低合金化铜带及其制备方法

文档序号:9344610阅读:359来源:国知局
一种低合金化铜带及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于汽车端子的低合金化铜带技术领域,具体指一种具有高弹性、高 导电率的低合金化铜带,本发明还涉及上述低合金化铜带的制备方法。
【背景技术】
[0002] 锡磷青铜是常用的弹性合金,该合金通过Sn-P元素作用和冷加工硬化可获得较 好的机械性能,具有耐蚀、耐磨、无磁性以及优良的弹性性能等特点,还具有较高的伸长率, 易于加工冲制成各种复杂形状的弹性元件,是铜基弹性合金材料中用量最大、用途最广的 弹性材料。
[0003][0004] 申请号为CN201510275343. 3的中国发明专利申请《一种高弹性低成本锡磷青铜 合金带及其制备方法》中锡含量为〇. 5~2. 5wt %、镍含量为0~1. Owt %,磷含量为0. 05~ 0. 5wt %,该合金的导电率可以达到20 %,但该导电率仍由于太低而无法适用于汽车端子或 高端产品所用的接插件。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状,提供一种具有高弹性、高导 电率及抗应力松弛性的低合金化铜带。
[0006] 本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种上述低合金 化铜带的制备方法,该方法步骤简单,所制备的低合金化铜带具有较高的抗应力松弛性及 导电率且制备成本低。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种低合金化铜带,其特征在于 按重量计包括以下组分:
[0008] Sn 0.3 ~1.2 份, Zn 0.1 ~ 1.5 份, M 0.5 ~2.0 份, P 0.03-0.2 份, Fe 0 ~0.1 份, Cxi 93 ~ 99 份。
[0009] 在上述方案中,所述低合金化铜带中,一部分P与Ni以磷化镍的形式存在,剩余的 P与Ni以及Sn、Zn分别以固溶体的形式存在。
[0010] 一种低合金化铜带的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
[0011] (1)将 0.3 ~1.2 份 Sn、0. 1 ~1.5 份 Zn、0.5 ~2.0 份 Ni、0.03 ~0.2 份 P、0 ~ 0. 1份Fe及93~99份Cu加入感应电炉内进行熔炼,并采用木炭覆盖,熔炼温度为1200~ 1250°C,待金属全部熔化后,精炼调整成分;
[0012] (2)对步骤(1)所得铜合金铸坯进行水平连续铸造,浇铸温度为1150~1250°C ;
[0013] (3)将步骤⑵所得铜合金铸坯洗面后进行冷乳处理得到成品。
[0014] 作为改进,步骤(3)中所述的冷乳处理过程依次包括铸坯、冷乳、中间退火、中间 冷乳及留底退火,其中,所述冷乳及中间冷乳的加工率为80~90%。所述中间退火的温度 为580~650°C,优选为650°C。所述留底退火的温度为480°C。
[0015] 在上述优选方案中,所述步骤(3)完成后再依次进行成品乳制、成品低温退火及 检验出成品工序,所述成品低温退火的温度为280~320°C,退火时间为2. 5~3. 5h。
[0016] 作为优选,所述的P以磷铜合金的形式加入,且该磷铜合金中P的质量分数为 14 ~14. 5%〇
[0017] 优选地,所述的Ni及余量的Cu分别以电解镍及电解铜的形式加入。
[0018] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0019] 本发明的低合金铜带中,低含量的Sn、Ni、Zn、P固溶,以固溶体的形式存在于基体 中,同时,一部分Ni和P形成第二相磷化物,即磷化镍,从而提高了材料的强度及抗应力松 弛性能,使材料具有高弹性和高导电率;且本发明中Sn、Ni、Zn的含量之间的比例关系也有 利于提高材料的强度及弹性,当Sn、Ni、Zn含量过低时,其强化效果不明显,而Sn、Ni、Zn含 量过高时,将严重降低材料导电率;本发明的成分配比使材料的导电率大于30%,弹性模 量在 122 ~125GPa ;
[0020] 本发明低合金铜带中的Ni除了起到固溶强化作用,还可以细化晶粒,提高再结晶 温度;P -方面可以起到固溶强化作用,另一方面还可以起到脱氧及改善熔体流动性的作 用,同时,Ni与P析出化合物硬质颗粒,可在晶界及晶内钉扎位错,提高材料的抗应力松弛 性并抑制再结晶,从而提高材料的弹性;当P含量过高时会于材料晶界处偏聚,严重降低材 料塑性及导电率。
[0021] 本发明低合金化铜带的制备方法步骤简单,采用大加工率冷乳处理和合适的中间 退火温度来消除铸态组织,铸坯经冷乳处理后,大块晶粒及枝晶组织均被乳制破碎,形成具 有与乳制方向基本相一致的织构组织,随退火温度的升高织构组织有明显的消除迹象,退 火温度提高至620~650°C时,织构的取向性变得由模糊到消除,避免了铜带性能沿乳制方 向取向,从而使合金带具有较好的横纵向性能;留底退火后合金板带的金相组织上没有完 全再结晶,保留了一定的冷变形组织,具有比较合适的力学性能,使成品具有较高的抗应力 松驰力;
[0022] 本发明制备的低合金铜带具有较高的抗应力松弛性及导电率,同时由于制备工序 简单,Sn、Ni、Zn含量配比合理,在一定程度上降低了材料的生产成本,提高了材料的市场竞 争力。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例中不同退火温度下冷乳后材料的组织结构图;
[0024] 图2为本发明实施例中留底退火后材料的组织结构图。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0026] 本发明中低合金化铜带的制备方法包括以下步骤:
[0027] (1)以重量百分比计,按照表5中低合金化铜带的配方称取相应量的原料,将电解 铜、电解镍、磷铜合金、锌锭、锡锭依次加入感应电炉内进行熔炼,并采用木炭覆盖,熔炼温 度为1200~1250°C,待金属全部熔化后,精炼调整成分;
[0028] (2)对步骤(1)所得铜合金铸坯进行水平连续铸造,浇铸温度为1150~1250°C ;
[0029] (3)将步骤(2)所得铜合
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