本发明涉及铜材加工技术领域，特别是涉及一种低合金化铜带及其制备方法。
背景技术：
微合金化是铜材研究开发的重点和热点，通过向纯铜中添加少量的其它元素，提高铜材的某些性能，满足铜材越来越广泛的应用。在纯铜中添加其它微量元素，对铜材的导电性能都会产生一定的影响，但是对于一些特殊的应用领域，如高温环境下使用电器元件，不仅要求铜材有较高的导电性能，又需要较高的耐高温温度，良好的机械加工性能和焊接性能。因此，合理地选择合金元素，优化元素含量，是开发高性能铜材的关键。
因此，如何提供一种在提高强度、硬度的同时，又能具有良好塑性、韧性和耐磨性的铜带是目前本技术领域亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种低合金化铜带及其制备方法，在提高强度、硬度的同时，又使铜带保持具有良好塑性、韧性和耐磨性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低合金化铜带，按重量计算，由下列合金元素成分组成：铜94-98%，镍0.15-0.3%，铁0.05-0.2%，锡0.5-1.0%，磷0.001-0.003%，铍0.02-0.05%，锰0.02-0.05%，稀土金属元素0.08-0.2%，余量为锌及不可避免杂质。
在本发明一个较佳实施例中，所述的杂质总和不大于0.03%。
在本发明一个较佳实施例中，所述的杂质中铁的质量分数均不大于0.02%。
在本发明一个较佳实施例中，所述的稀土金属元素为镱。
在本发明一个较佳实施例中，所述的稀土金属元素为钪。
在本发明一个较佳实施例中，所述的稀土金属元素为铕。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种低合金化铜带的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配比配制原料；
（2）然后将配好的原料放置到熔化炉中熔化，待全部熔化精炼调整成分；
（3）成分符合要求后将其转入保温炉内，保温炉内原料的温度为1200-1250℃，保温时间1-2小时；
（4）熔铸：将步骤（3）所得铜合金铸坯进行熔铸，熔铸采用水平连铸，铸造温度为1290-1310℃；
（5）铣面：将步骤（4）得到的锭坯进行铣面处理，铣削量为单面0.6-0.8mm，铣速度小于4m/min，铣削后的精度为纵向厚度公差为±0.05mm，横向厚度公差为±0.003；
（6）冷轧：将铣面后的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
（7）退火：对冷轧后铜带进行退火处理，退火温度580-600℃，保温时间3-4h；
（8）精整：对退火后的铜带依次进行低温热处理、表面清洗钝化和拉弯矫直纵得到低合金化铜带成品。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析并调整成分。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中熔炼采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度28mm-35mm。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（7）中退火时采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，氢气占混合气体体积的20%。
本发明的有益效果是：本发明在提高强度、硬度的同时，又使铜带保持具有良好塑性、韧性和耐磨性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种低合金化铜带，按重量计算，由下列合金元素成分组成：铜94%，镍0.3%，铁0.2%，锡1.0%，磷0.003%，铍0.05%，锰0.05%，稀土金属元素0.2%，余量为锌及不可避免杂质。
所述的杂质总和不大于0.03%，所述的杂质中铁的质量分数均不大于0.02%，所述的稀土金属元素为铕。
所述的低合金化铜带的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按配比配制原料；
（2）然后将配好的原料放置到熔化炉中熔化，待全部熔化精炼调整成分，采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析并调整成分，熔炼采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度35mm；
（3）成分符合要求后将其转入保温炉内，保温炉内原料的温度为1200℃，保温时间2小时；
（4）熔铸：将步骤（3）所得铜合金铸坯进行熔铸，熔铸采用水平连铸，铸造温度为1290℃；
（5）铣面：将步骤（4）得到的锭坯进行铣面处理，铣削量为单面0.7mm，铣速度小于4m/min，铣削后的精度为纵向厚度公差为±0.05mm，横向厚度公差为±0.003；
（6）冷轧：将铣面后的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
（7）退火：对冷轧后铜带进行退火处理，退火温度580℃，保温时间4h，退火时采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，氢气占混合气体体积的20%；
（8）精整：对退火后的铜带依次进行低温热处理、表面清洗钝化和拉弯矫直纵得到低合金化铜带成品。
实施例2
一种低合金化铜带，按重量计算，由下列合金元素成分组成：铜98%，镍0.15%，铁0.05%，锡0.5%，磷0.001%，铍0.02%，锰0.02%，稀土金属元素0.08%，余量为锌及不可避免杂质。
所述的杂质总和不大于0.03%，所述的杂质中铁的质量分数均不大于0.02%，所述的稀土金属元素为镱。
所述的低合金化铜带的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按配比配制原料；
（2）然后将配好的原料放置到熔化炉中熔化，待全部熔化精炼调整成分，采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析并调整成分，熔炼采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度31mm；
（3）成分符合要求后将其转入保温炉内，保温炉内原料的温度为1230℃，保温时间1.5小时；
（4）熔铸：将步骤（3）所得铜合金铸坯进行熔铸，熔铸采用水平连铸，铸造温度为1300℃；
（5）铣面：将步骤（4）得到的锭坯进行铣面处理，铣削量为单面0.6mm，铣速度小于4m/min，铣削后的精度为纵向厚度公差为±0.05mm，横向厚度公差为±0.003；
（6）冷轧：将铣面后的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
（7）退火：对冷轧后铜带进行退火处理，退火温度590℃，保温时间3.5h，退火时采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，氢气占混合气体体积的20%；
（8）精整：对退火后的铜带依次进行低温热处理、表面清洗钝化和拉弯矫直纵得到低合金化铜带成品。
实施例3
一种低合金化铜带，按重量计算，由下列合金元素成分组成：铜96%，镍0.22%，铁0.13%，锡0.8%，磷0.002%，铍0.04%，锰0.03%，稀土金属元素0.14%，余量为锌及不可避免杂质。
所述的杂质总和不大于0.03%，所述的杂质中铁的质量分数均不大于0.02%，所述的稀土金属元素为钪。
所述的低合金化铜带的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）按配比配制原料；
（2）然后将配好的原料放置到熔化炉中熔化，待全部熔化精炼调整成分，采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析并调整成分，熔炼采用石墨鳞片覆盖，其覆盖厚度28mm；
（3）成分符合要求后将其转入保温炉内，保温炉内原料的温度为1250℃，保温时间1小时；
（4）熔铸：将步骤（3）所得铜合金铸坯进行熔铸，熔铸采用水平连铸，铸造温度为1310℃；
（5）铣面：将步骤（4）得到的锭坯进行铣面处理，铣削量为单面0.8mm，铣速度小于4m/min，铣削后的精度为纵向厚度公差为±0.05mm，横向厚度公差为±0.003；
（6）冷轧：将铣面后的板坯进行冷轧处理，得到铜带；
（7）退火：对冷轧后铜带进行退火处理，退火温度600℃，保温时间3h，退火时采用氢气和氮气混合气体作为保护气体，氢气占混合气体体积的20%；
（8）精整：对退火后的铜带依次进行低温热处理、表面清洗钝化和拉弯矫直纵得到低合金化铜带成品。
本发明低合金化铜带及其制备方法的有益效果是：本发明通过添加锡、镍、锰和稀土金属元素等作为合金的优化元素，在提高强度、硬度的同时，又使铜带保持具有良好塑性、韧性和耐磨性。
本发明添加镍可提高黄铜的再结晶温度和细化晶粒，提高力学性能和抗蚀性，降低应力腐蚀开裂倾向；加入铁和磷可起到提高黄铜再结晶温度和细化晶粒的作用，使力学性能提高，同时使黄铜具有高的韧性和耐磨性；加入锡可以提高合金的机械强度；加入锰起除氧的作用，消除合金中的氧，避免内裂纹饿的产生；加入铍用了减缓合金的疲劳现象；添加适量的稀土金属元素能够进一步稳定和提高材料性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。