本发明属于合金材料及其制备
技术领域：
，具体涉及一种高强高导电易切削c97合金材料及其制备方法。
背景技术：
：c97铜合金是一种具有很高的抗腐蚀性、抗拉强度和屈服强度，以及高导电性，易切削加工等优越性能的合金材料，目前以同样的性能和更低的成本来取代铍铜合金进行广泛使用。c97铜合金因为其良好的综合性能优势、易切削加工性能、导电率以及抗拉强度等性能，该合金通常用于电气触点、弹性元件和接插件的使用材料，一般应用于电子连接器部件生产。c97合金的元素组成主要是ni0.80～1.20％、pb0.80～1.20％、p0.15～0.30％以及余量的铜，其强度、导电性能均较优异，并具有较好的切削性能。该合金虽然具有以上优点，但现有的在该合金中引入稀土元素，以进一步增强其性能的方案尚未见报道。技术实现要素：本发明的目的就是为了提供一种高强高导电易切削c97合金材料及其制备方法，通过在该合金中引入稀土元素，并重新对各元素含量进行调整，从而获得了一种性能更优异的c97合金。本发明的目的之一是提供一种高强高导电易切削c97合金材料，所采用的技术方案为：一种高强高导电易切削c97合金材料，所述合金材料的元素组成按重量百分比计，为：ni0.55～1.15％、pb0.85～1.35％、p0.25～0.35％，r0.10～0.20％，余量为铜及不可避免的杂质，其中，所述r为稀土合金。本发明通过对c97中各元素含量进行了重新调整，并向其中添加了稀土合金，通过检测后发现，所得合金的抗拉强度、导电性能和切削性能与原c97合金相比均具有较大幅度提升。进一步的是，所述不可避免的杂质为：fe≤0.025％、sn≤0.030％、cd≤0.035％、zn≤0.210％。进一步的是，所述合金材料的元素组成按重量百分比计，为：ni0.55％、pb0.85～1.35％、p0.28％，r0.15％，余量为铜及不可避免的杂质。进一步的是，所述稀土合金包括镧系元素以及钪或钇中的至少两种。进一步的是，所述稀土合金为钪和钇的混合物，其中钪和钇的质量比为1～2:2～3。作为优选的方案，所述稀土合金中钪和钇的质量比为2:3。本发明的另一个目的是提供上述高强高导电易切削c97合金材料的制备方法，其包括以下步骤：(1)熔炼：按除去r元素的各原料含量要求，将各原料加入熔炼炉中，在木炭保护条件下，升温至1250～1350℃，使所有组分熔融形成合金熔液，待熔液澄清后，加入稀土合金r，保温10～14min，用水冷浇铸成锭，保证铸锭表面光滑，无气孔；(2)挤压：采用800卧式挤压机对步骤(1)所得铸锭进行挤压，挤压工序按照如下进行：φ18.0—φ15—φ13.5—退火、酸洗—φ11—φ9.5—φ8.5—φ8.0—退火、酸洗—φ6.0—φ5.0—退火、酸洗—φ4.0—φ3.2—固溶、时效—φ2.5—φ2.0—校直定尺；(3)对步骤(2)所得样品进行物理性能和机械加工性能检测，然后将成品包装入库。通过上述制备工艺，本发明能够很好制备出性能优良的c97合金材料，且通过各段挤压，能够制备出任何尺寸的合金材料，应当理解的是，本发明方法下所得合金材料的尺寸得以很好控制，能够制备出长度达1m以上、细度较细的c97合金，而现有的工艺难以在如此细度下制备出性能良好的长达1m以上的c97合金。进一步的是，步骤(2)中所述退火工艺均为：退火温度550±10℃，保温时间60min，保温时间到后出炉空冷。进一步的是，所述酸洗为将挤压后所得坯锭置于浓度为15～20％的硫酸槽内酸洗，洗去表面上的氧化层。进一步的是，步骤(2)中所述固溶、时效处理为固溶温度750℃±10℃，保温时间30min，保温时间到水冷；时效温度450℃，保温时间60min，保温时间到后空冷至室温。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过在c97合金中添加稀土合金，并通过调整各元素的组成和占比，获得了在原有基础上对c97合金抗拉强度、导电性能和切削性能显著提升的效果，能够更好地满足于其应用在电子连接器部件领域。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述
发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。实施例1一种高强高导电易切削c97合金材料，该合金材料的元素组成按重量百分比计，为：ni0.55％、pb0.85％、p0.25％，r0.10％，余量为铜以及以下不可避免的杂质：fe0.025％、sn0.030％、cd0.035％、zn0.210％，其中，所述r为稀土合金中的镧系元素(镧与铈按质量比1:1组成)。上述高强高导电易切削c97合金材料的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼：按除去r元素的各原料含量要求，将各原料加入熔炼炉中，在木炭保护条件下，升温至1250℃，使所有组分熔融形成合金熔液，待熔液澄清后，加入稀土合金r，保温10min，用水冷浇铸成锭，保证铸锭表面光滑，无气孔；(2)挤压：采用800卧式挤压机对步骤(1)所得铸锭进行挤压，挤压工序按照如下进行：φ18.0—φ15—φ13.5—退火、酸洗—φ11—φ9.5—φ8.5—φ8.0—退火、酸洗—φ6.0—φ5.0—退火、酸洗—φ4.0—φ3.2—固溶、时效—φ2.5—φ2.0—校直定尺；(3)对步骤(2)所得样品进行物理性能和机械加工性能检测，然后将成品包装入库。其中，退火工艺均为：退火温度550℃，保温时间60min，保温时间到后出炉空冷。酸洗为将挤压后所得坯锭置于浓度为15％的硫酸槽内酸洗，洗去表面上的氧化层。固溶和时效处理步骤为：固溶温度750℃℃，保温时间30min，保温时间到水冷；时效温度450℃，保温时间60min，保温时间到后空冷至室温。对所得c97合金相关物理性能进行检测，每批各十个试样。其中：外形尺寸应用相应精度的测量工具进行测量，金属材料拉伸试验参照标准gb/t228，金属材料弯曲试验按照标准gb/t232、硬度包括洛氏硬度和维氏硬度测定，电导率的检测方法按金属材料电阻系数测量方法gb/t351标准的规定进行检测。实施例2一种高强高导电易切削c97合金材料，该合金材料的元素组成按重量百分比计，为：ni1.15％、pb1.35％、p0.35％，r0.20％，余量为铜以及以下不可避免的杂质：fe0.022％、sn0.028％、cd0.032％、zn0.210％，其中，所述r为稀土合金中的元素组成为：钪和钇的质量比为1:2。上述高强高导电易切削c97合金材料的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼：按除去r元素的各原料含量要求，将各原料加入熔炼炉中，在木炭保护条件下，升温至1350℃，使所有组分熔融形成合金熔液，待熔液澄清后，加入稀土合金r，保温14min，用水冷浇铸成锭，保证铸锭表面光滑，无气孔；(2)挤压：采用800卧式挤压机对步骤(1)所得铸锭进行挤压，挤压工序按照如下进行：φ18.0—φ15—φ13.5—退火、酸洗—φ11—φ9.5—φ8.5—φ8.0—退火、酸洗—φ6.0—φ5.0—退火、酸洗—φ4.0—φ3.2—固溶、时效—φ2.5—φ2.0—校直定尺；(3)对步骤(2)所得样品进行物理性能和机械加工性能检测，然后将成品包装入库。其中，退火工艺均为：退火温度560℃，保温时间60min，保温时间到后出炉空冷。酸洗为将挤压后所得坯锭置于浓度为20％的硫酸槽内酸洗，洗去表面上的氧化层。固溶和时效处理步骤为：固溶温度760℃，保温时间30min，保温时间到水冷；时效温度450℃，保温时间60min，保温时间到后空冷至室温。性能检测方法参照实施例1。实施例3一种高强高导电易切削c97合金材料，该合金材料的元素组成按重量百分比计，为：ni0.58％、pb1.32％、p0.28％，r0.15％，余量为铜以及以下不可避免的杂质：fe0.021％、sn0.028％、cd0.031％、zn0.210％，其中，所述r为稀土合金的元素组成为：钪和钇的质量比为2:3。上述高强高导电易切削c97合金材料的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼：按除去r元素的各原料含量要求，将各原料加入熔炼炉中，在木炭保护条件下，升温至1280℃，使所有组分熔融形成合金熔液，待熔液澄清后，加入稀土合金r，保温12min，用水冷浇铸成锭，保证铸锭表面光滑，无气孔；(2)挤压：采用800卧式挤压机对步骤(1)所得铸锭进行挤压，挤压工序按照如下进行：φ18.0—φ15—φ13.5—退火、酸洗—φ11—φ9.5—φ8.5—φ8.0—退火、酸洗—φ6.0—φ5.0—退火、酸洗—φ4.0—φ3.2—固溶、时效—φ2.5—φ2.0—校直定尺；(3)对步骤(2)所得样品进行物理性能和机械加工性能检测，然后将成品包装入库。其中，退火工艺均为：退火温度540℃，保温时间60min，保温时间到后出炉空冷。酸洗为将挤压后所得坯锭置于浓度为18％的硫酸槽内酸洗，洗去表面上的氧化层。固溶和时效处理步骤为：固溶温度740℃，保温时间30min，保温时间到水冷；时效温度450℃，保温时间60min，保温时间到后空冷至室温。性能检测方法参照实施例1。测试例按照上述测试方法，统计实施例1-3中所得c97合金的性能如表1和表2所示：表1c97棒材的物理性能表2c97合金的切削加工性能％实施例182实施例284实施例388当前第1页12