[发明专利]铜锌合金

说明书

本发明根据权利要求1的前文涉及一种铜合金。

包括终端触点的电子部件形成信息技术的基础。对于每个终端触点需要考虑的最重要因素之一是以最低的成本优化实施方式。随着价格的持续压力，需求存在于电子行业中，尤其存在于具有期望性能且还具有成本效益的这种材料的可替代材料中。合金的期望性能例如是高导电和高导热率以及进一步的高抗应力松弛性能和高抗拉强度。通常地，铜合金用作终端线夹和也用在其它电气和热应用中，因为其整体上出色的耐腐蚀性、高的导电和导热率以及良好的存储和磨损品质。铜合金也是合适的，因为其良好的冷切削或热切削性能及其良好的变形性能。

从公开文件EP 1 290 234 B1中已知铜合金，其已经显示了具有高导电性、高抗拉强度和高成形加工强度的其它典型铜合金的最具成本效益的替代物。该合金包含13至15%的锌、0.7至0.9%的锡、0.7至0.9%的铁以及铜的剩余平衡物。由于在目前市场上的锌具有比较低的金属价格，所以可以节省基础材料的成本。

从专利说明文件US3,816,109中已知具有至多15.0%的锌比例的铜合金。铁的含量在1.0至2.0%之间。通过使用这样的成分，获得了比较良好的导电性，结合了足够的抗拉强度。

此外，从专利说明文件US6,132,528中已知铜-锡-铁-锌合金，其具有达到35.0%的较高的锌含量。铁的比例在1.6%和4.0%之间。在已经浇铸后加入铁，将具有获得晶粒细化的功能。

本发明的目的在于以这种方式改进铜合金以针对抗应力松弛性能和进一步的材料性能对其进行改进。尤其当该合金作为带料加工时，其针对青铜CuSn4（C51100）和CuSn6（C51900）的技术性能来定位，同时具有低的金属价格。此外，制造途径将尽可能地简单。关于抗拉强度，其值为600MPa，导电率至少是20%IACS。此外，被作为带料处理的铜合金能很好地弯曲并且能够作为弹性材料来使用。

本发明由权利要求1的特征来表示。关于其的进一步从属权利要求涉及本发明的有利实施方式和改进。

本发明包括铜合金，其经过热机械处理，包含（以重量%计）：

15.5至36.0%重量的Zn,

0.3至3.0%重量的Sn，

0.1至1.5%重量的Fe，

也可选择地0.001至0.4%重量的P，

也可选择地0.01至0.1%重量的Al，

也可选择地0.01至0.3%重量的Ag、Mg、Zr、In、Co、Cr、Ti、Mn，

也可选择地0.05至0.5%重量的Ni，

剩余的铜和不可避免的杂质，其中，合金的显微组织的特征在于：主要织构层的比例是：

至少10%体积的铜层，

至少10%体积的S/R层，

至少5%体积的黄铜层，

至少2%体积的铸造层，

至少2%体积的22RD方块层，

至少0.5%体积的方块层，以及

精细地分布的含铁的颗粒包含在合金基体中。

根据本发明的铜合金首先涉及带料、线料或管状材料，具有主要成分铜、锌、锡和铁。尤其根据获得可以容易地成形的单相合金的标准，在该合金中选择含量在15.5和36.0%之间的锌。单相基本显微组织包括α相。基本显微组织也必须适用于吸收其它元素最细小的可能的沉淀物。显示了锌含量不应超过36.0%，因为否则将导致合金中出现较差的相组成。在优选实施方式中，锌的含量最多不得超过32.0%。尤其在锌含量超过特定值的情况下出现脆性β相，这在本文中是不期望的。另外一个方面，具有30.0%锌的合金变型的大量实验结果显示期望的性能仍然被保证。该合金的重要性能是其抗应力松弛性能和抗应力开裂腐蚀性能。另外一个方面，在根据本发明的解决方案中也提出了经济方面。因此，锌元素目前仍然可以在市场上以合理的价格购买并获得，以便因此生产金属价格更优惠的合金，其至少具有至今为止已知合金的性能。因此，根据本发明的合金比传统的铜-锡-磷合金具有更低的金属价格。该材料性能也针对这些合金来定位。

从技术方面来看，根据本发明的锡含量较高的合金影响到了强度和抗松弛性能。在另外一个方面，锡含量不应超过3.0%，因为导电性和弯曲能力并没有因此受到负面的影响。原则上，锡的浓度应保持尽可能低，然而，仍然可以在比例小于0.3%处期望没有对合金性能发生实质性的影响。