[发明专利]高级端子连接器用铜合金及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于合金材料领域，尤其涉及用于高强高导抗电弧蚀的接线柱铜合金。

背景技术

国内外大功率起动电机上的接线柱端子通常采用的是银铜、铜镍硅材料。该类材料在频繁的大电流起动中，接线端子受电弧及冲击力，容易发生弧蚀粘结，从而造成故障。高强高导铜合金，因其材料具有较高的强度和较高的导电性，并具有高温下保持高的强度而应用于大电流的电接触零部件，该材料要求具有抗高温软化性、良好的导电性，同时要有抗高温氧化性和大电流下频繁断开接触的电弧侵蚀性。高温大电流工作条件下的端子电接线柱的要求越来越高，反过来又依赖于合金材料性能的提高，尤其是高强高导铜合金等抗高温软化、氧化、电弧侵蚀，并保持高的强度的这些材料。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种适用大电流条件的接线柱端子的合金材料及其制备方法，以及该合金材料的应用，该合金材料具有高强度、高导电性和高抗电弧侵蚀性，以及良好的加工性。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种高级端子连接器用铜合金，其成分及其质量百分比含量为：

磷            0.05%～0.3%

碲            0.05%～0.6%

镍            0.5%～2.5%

锡            0.05%～0.3%

镁            0.05%～0.25%

铈            0.05%～0.15%

余量为铜。

所述余量铜包括微量杂质，这些杂质通常为铁、铬、钛、锌、硅、铅、镉、铝、鋯、砷、锑、硫、氧、氢等。

作为选择，高级端子连接器用铜合金，其成分及其质量百分比含量为：

磷            0.12%～0.25%

碲            0.2%～0.5%

镍            0.8%～1.8%

锡            0.1%～0.3%

镁            0.08%～0.25%

铈            0.05%～0.08%

余量为铜。

作为进一步选择，高级端子连接器用铜合金，其成分及其质量百分比含量为：

磷            0.18%～0.23%

碲            0.2%～0.4%

镍            1.2%～1.5%

锡            0.15%～0.25%

镁            0.1%～0.2%

铈            0.05%～0.08%

余量为铜。

本发明合金材料中，加镍的目的是强化铜的基体，改善加工性，镍与铜无限互溶，镍的量低了强化不够，太高则降低材料的导电性。碲的加入改善了合金材料的切削性能，最重要的是加入碲后，显著降低了合金材料的电弧粘连性，但太低效果不明显，太高则材料冷加工时产生脆性。磷是铜合金的良好脱氧剂，增加了合金熔体的流动性，改善合金的工艺性能和机械性能，特别是本方案中，磷既与镍生成强化相，磷也与锡生成强化相，进一步提高基体材料的力学性能。本方案过量的磷控制了合金中氧对其他元素的氧化，并细化晶粒，磷化物有高的硬度、耐磨性和良好的研磨性，但太高则严重降低其导电性。锡对该合金具有沉淀硬化效果，但过高则恶化合金材料的热加工性。微量的镁提高合金的机械性能，并提高合金材料的高温抗氧化性，过高则降低材料的导电性。微量的稀土铈能细化晶粒，并与熔体中有害金属氧化物生成复合物从而净化基体材料。

一种前述高级端子连接器用铜合金的制备方法，依次包括以下步骤：

A、成分配料：按配比配料；

B、熔铸：采用中频感应电炉，按顺序加入磷铜中间合金、镍、碲、锡、镁、铈，在高温下熔解并经电磁搅拌使成份均匀分布，经炉前取样成分分析合格后，温度升至1220℃～1280℃出炉；采用立式丝杆连续振动固溶铸锭，铸造温度1200℃～1250℃；

C、压力加工：铸锭加热930℃～960℃，挤压机反向挤压，820℃～850℃固溶，冷拉拔40～60%硬化，热处理时效250℃～400℃。