[发明专利]一种微合金化锡青铜合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铜合金材料加工技术领域，尤指一种微合金化锡青铜合金的制备方法。

背景技术

随着电子信息、汽车和通讯产业的发展，用于接插件、弹性导电合金用量越来越大。铜基弹性合金由于具有优良的导电、导热性能和良好的机械力学性能，在电器接插件、弹簧、连接器、开关、触头等各种导电弹性元件中得到广泛的应用。

铜基弹性合金是一类具有广阔应用前景的结构功能材料，无论在传统工业还是高新技术、尖端科学领域，其需求量日益剧增，同时对其性能要求越来越高。经过几十年的发展，在发达国家，弹性铜合金产品的开发已达到相当高的水平，而我国在研究和生产上都处于相对落后的地位，常用的铜基弹性合金基本上还是锡磷青铜、锌白铜和黄铜，不仅在数量上，还是在产品质量上还不能适应电子信息、汽车和电子通讯等行业高速发展的需求。

传统的铜基弹性合金锡青铜合金因其具有高的强度、弹性、优良的导电稳定性及热应力松弛性能等优点，是目前广泛使用的高强度、高弹性、高性能铜合金。但是，由于锡青铜合金中Sn含量高，在铸造过程中铸锭产生严重枝晶偏析和Sn的反偏析，导致其塑性加工性能差，目前通用加工方法是水平连铸生产板坯，并在加工变形前铸锭进行长时间高温退火，即均匀化处理（该过程通常需要25～30小时）后才能进行塑性加工。均匀化处理过程的能源消耗大、工艺流程长、生产效率低、生产成本高、不符合现代工业化生产所要求的高效低耗的目标。国内的发明专利CN87100204、CN91105605均采用了真空熔炼，但铸锭的组织中还是存在成分不均匀现象，故仍然需要进行高温长时间的均匀化处理。

此外，国内外一些专利在某些锡青铜合金的应用上进行了一些改进，以改善合金铸态组织成分不均匀和合金的某些性能。例如国内专利CN200410053071采用喷射沉淀成型法生产Cu-15Ni-8Sn-3.5Y合金，该专利通过此法制备的锡青铜合金成分偏析较小，合金的性能良好。专利CN03151047、CN101517105A，分别在Cu-15Ni-8Sn合金中添加适量的Ti元素和利用烧结的方法制备锡青铜合金，可以有效的改善该合金的Sn偏析和提高合金的耐磨性和强度，该发明是合金在铸态下经均匀化处理-淬火-时效处理后经过机加工成元件使用。以上几个专利及方法不适用于大规模的板带材生产，而目前板带材采用的生产方式，其铸锭必须先经过均匀化处理再进行轧制生产。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种节省能源、缩短工艺、提高生产效率的锡青铜合金制备方法。

为实现上述目的，本发明的微合金化锡青铜合金的制备方法，包括如下步骤：

1）合金熔炼：将合金在熔炉内进行熔炼、保温、除气、除渣、精炼；

2）微合金化处理：对精炼后的熔体添加细化剂；

3）合金铸造：对经过微合金化处理的熔体进行铸锭；

4）冷轧开坯：对经过合金铸造后的合金进行冷轧得到形变锡青铜合金。

进一步，所述细化剂为铁和或钴。

进一步，所述细化剂为铁，铁占原料总重量的百分比含量为0.2%~0.8%。

进一步，所述细化剂为钴，钴占原料总重量的百分比含量为0.2%~1.0%。

进一步，所述细化剂为铁和钴，铁和钴占原料总重量的百分比含量为0.1%~0.6%。

进一步，步骤4）中冷轧变形率为60-80%。

进一步，步骤2）中所述细化剂在温度为1240-1300℃下添加。

进一步，步骤1）和2）具体为：将电解铜放入熔炼炉内，加热至熔体完全熔化后，加覆盖剂并保温，经除气、除杂后，再覆盖灼烧木炭，加入烘干的Cu-P中间合金、Sn，充分搅拌、静置后，加细化剂进行微合金化处理。

本发明的微合金化锡青铜合金的制备方法，其铸锭晶粒的尺寸细小，可减小合金内Sn的偏析程度，消除在轧制过程中产生的脆性开裂，使得合金具有良好的塑性，特别是微合金化处理后的铸锭可以直接冷轧制，省去了现有制备方法中的均匀化处理工序，节省了能源，缩短了工艺流程，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为未经微合金化处理后的合金金相照片；

图2为本发明经微合金化处理后的合金金相照片之1；

图3为本发明经微合金化后的合金金相照片之2；

图4为本发明经微合金化后的合金金相照片之3；

图5为本发明经微合金化处理后的合金金相照片之4；

图6为本发明经微合金化后的合金金相照片之5；

图7为本发明经微合金化后的合金金相照片之6；