一种Cu95Zn4.8Sn0.2铜合金及其板带材制备方法与流程

本发明属于有色金属加工，具体涉及一种cu95zn4.8sn0.2铜合金及其板带材制备方法。

背景技术：

1、随着高端汽车功能的多样化，电子控制技术的普遍应用，汽车电路数量及电量显著增加，汽车连接器也就变得越粗重。为提高连接器的可靠性和耐久性等性能，发挥更大的功能，使用高强度、高延伸、高导电率材料已成为汽车连接器设计过程的重要选择。

2、手机照相机作为智能手机的标配，手机摄像头支架的性能要求也逐步提高，要求材料在具有高强度的同时，塑性、韧性、导电率、导热率要更加优良。

3、目前，连接器和手机摄像头支架的常用低铜黄铜合金材料，由于其发热大、耗电大的特点，综合性能已不能满足高端客户的需要。h95作为连接器的一种材料，与用低铜黄铜合金材料（h65）制成同规格的连接器相比，导电率高出1倍，更加节能，是材料行业由高速度工业化向高质量工业化的缩影。h95材料由于综合性价比较高，已成为连接器客户的重要选择，但普通h95材料在一定强度状态下，延伸率和折弯性能不能满足客户需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种cu95zn4.8sn0.2铜合金及其板带材制备方法，在保证铜合金强度和导电率的前提下，大幅提高材料的延伸率和折弯性能。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种cu95zn4.8sn0.2铜合金，其成分按照质量百分比计，包括cu：94.5～95.5%， zn：4.34～5.34%，ce：0.01～0.04%，sr：0.01～0.04% sn：0.04～0.18%。

3、cu95zn4.8sn0.2成品横向晶粒度在0.010-0.030mm之间，晶粒处于0.015-0.025mm之间的晶粒超过90%。

4、本发明还提出一种cu95zn4.8sn0.2铜合金板带材制备方法，包括如下步骤：

5、步骤一，根据上述合金成分进行配料；

6、步骤二，对步骤一的原料进行熔炼，其中zn的添加形式为锌锭，ce和sr的添加形式为cu-ce、cu-sr中间合金，sn的添加形式为sn块；

7、步骤三，在熔体温度为1160～1210℃时，进行铸造，铸造速度4～10米/小时，铸造时采用硼砂做为熔剂对结晶器内熔体进行覆盖；

8、步骤四，对锯切后的铸锭进行加热，加热温度800～820℃；

9、步骤五，在热轧设备上进行铸锭开坯热轧，热轧带坯总加工率88%～98％，热轧最后一道次进行层流冷却处理，要求材料在60秒内冷却至50℃以下；

10、步骤六，对热轧后的带坯进行铣面；

11、步骤七，对铣面后的带坯预精轧；

12、步骤八，在退火炉对预精轧后的带坯进行中间退火，退火温度430～530℃，退火时间6～9小时，退火中采用气氛保护；

13、步骤九，对预精轧退火后的带坯进行精轧至成品带坯，最后一道采用小加工率10%-15%及恒定张力600-800kg轧制；

14、步骤十，对上一步轧制的成品板带材进行成品热处理，热处理温度200～320℃，热处理时间2～6小时，热处理中采用气氛保护；

15、步骤十一，对热处理后的成品板带材清洗、钝化，得到所制备的cu95zn4.8sn0.2铜合金板带材。

16、具体的，步骤八和步骤十中，采用75％的高氢气氛进行保护。

17、具体的，步骤十一中采用的钝化液为去离子水配比成为1～3‰苯丙三氮唑溶液。

18、具体的，步骤十一中钝化处理的温度为60～85℃。

19、本发明的原理分析如下：

20、1、铸锭生产时，添加稀土元素ce、sr对材料进行变质处理，添加微量元素sn进行细晶强化；

21、具体的，添加sn的作用：能够细化铜晶粒，延迟铜的再结晶过程，提高其强度与硬度；

22、添加ce的作用：固溶于黄铜中，提高合金强度、有利于改善cu95zn4.8sn0.2材料加工性能；

23、添加sr的作用：锶的固溶度很小，易在晶界上聚集，阻碍晶粒长大，降低界面能，促进生核，起到细化晶粒的作用，提高材料强度、硬度，进一步提高cu95zn4.8sn0.2材料塑性与加工成形性；

24、2、在热轧过程中，进行在线层流冷却，要求材料在60秒内冷却至50℃以下，控制cu95zn4.8sn0.2材料热轧后晶粒度不超过0.045mm；这是因为热轧工序进行热轧完毕时，带材温度在650～670℃，为了避免带材晶粒长大，需要改变泡水的冷却方式，使用层流冷却方式，将带材温度迅速降低，避免晶粒长大；控制晶粒度不超过0.045mm是基于晶粒大小具有遗传特性，只有控制材料在热轧后的晶粒度大小，板带材的成品晶粒度才能控制，再控制成品晶粒度，才能控制材料的延伸率和折弯性能。

25、本发明的有益效果是：本发明所提出的铜合金材料在保证抗拉强度、导电率、导热率的同时，大幅提高材料的延伸率，提高材料的折弯性能。

26、本发明的铜合金与普通的h95铜合金相比，本发明在保证材料强度≥400mpa、导电率≥56%的同时，提高材料延伸率3倍以上；折弯性能上，将普通h95材料的r/t=2.0折弯合格，提高至r/t=0.5折弯合格。

技术特征：

1.一种cu95zn4.8sn0.2铜合金，其特征在于：其成分按照质量百分比计，包括cu：94.5～95.5%， zn：4.34～5.34%，ce：0.01～0.04%，sr：0.01～0.04% sn：0.04～0.18%。

2.根据权利要求1所述的cu95zn4.8sn0.2铜合金，其特征在于：cu95zn4.8sn0.2成品横向晶粒度在0.010-0.030mm之间，晶粒处于0.015-0.025mm之间的晶粒超过90%。

3.一种cu95zn4.8sn0.2铜合金板带材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的cu95zn4.8sn0.2铜合金板带材的制备方法，其特征在于，步骤八和步骤十中，采用75％的高氢气氛进行保护。

5.根据权利要求3所述的cu95zn4.8sn0.2铜合金板带材的制备方法，其特征在于，步骤十一中采用的钝化液为去离子水配比成为1～3‰苯丙三氮唑溶液。

6.根据权利要求5所述的cu95zn4.8sn0.2铜合金板带材的制备方法，其特征在于，步骤十一中钝化处理的温度为60～85℃。

技术总结
本发明涉及一种Cu95Zn4.8Sn0.2铜合金及其板带材制备方法，铜合金成分按照质量百分比计，包括Cu：94.5～95.5%，Zn：4.34～5.34%，Ce：0.01～0.04%，Sr：0.01～0.04%，Sn：0.04～0.18%；其铜合金板带材制备方法的步骤包括配料、熔铸、铸锭加热、热轧、预精轧、预精轧退火、成品轧制、成品热处理、清洗和钝化。本发明在保证H95铜合金抗拉强度、导电率、导热率的同时，可以大幅提高材料的延伸率，提高材料的折弯性能。

技术研发人员：方冬松,郭慧稳,牛立业,李健,胡萍霞,岳军锋,赵万花
受保护的技术使用者：中铝洛阳铜加工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29