[发明专利]铜合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明公开一种铜合金及其制造方法，属于铜合金的技术领域。

背景技术

如今国内许多生产电气、电子零部件的高端客户在原材料选择上都是从国外进口的高价铜合金，虽然进口的铜材在性能等方面较国内有优势，但是加工后产生的边角料却无法出口退还给国外生产商，因此许多边角料只能在国内低价出售。

联接器在比较高的温度下使用时，雌雄端子间的接触压力会变得越来越小，即所谓的应力松弛。因此，即使最初有足够的接触压力，也会因为在使用过程中电器部品的发热，会产生应力松弛现象。应力松弛一旦发生，接触压力会变小，那么接触点就容易氧化，导致通电电阻增大，进一步导致部品的发热、造成恶性循环，最后导致联接器通电（信号）接触不良，乃至烧损，造成严重后果。

申请人根据市场上的角料情况，以及联接器对应力松驰特性的要求，决定研发一款新型铜合金，以便回收利用市场上部分进口铜合金的边角料，以及适应市场的发展趋势。本申请案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能、低成本的铜合金及其制造方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种铜合金，含有以下重量百分比的锡0.8-2.2%、镍0.5-1.0%、磷0.03-0.15%，余量为铜。

一种铜合金的制造方法，包括如下步骤：

（1）原料的选取：原料由铜合金边角料、镀镍铜合金角料、电解铜、锡锭、镍条、铜-磷中间合金组成。使用干燥炉料，甚至熔化前首先进行预热料料，可以减少甚至避免熔体吸收气体。（2）熔炼。转炉前需进行实际温度检测。熔化后需进行表面铜水表面覆盖，可选用经锻烧干燥的木炭，起到铜水排气除氧的作用。（3）水平连续铸造。（4）铣面。铣面后表面不能有氧化物、压屑、压坑。有条件的在铣面卷取时进行夹纸。（5）粗轧。给予一定的加工率，为了对改善铸造组织，细化“黑色Cu-P”析出物的作用。（6）第一次退火。（7）中间轧制，属正常的中间坯轧制过程，轧制时特别注意不能擦伤带坯表面。（8）第二次退火；属正常再结晶软化退火热处理。（9）中间轧制。属正常的中间坯轧制过程，轧制时特别注意不能擦伤带坯表面、板型、公差等控制。（10）酸洗剪边；去除碎边，清除表面氧化物。（11）第三次退火；属再结晶软化退火热处理。（12）酸洗；去除铜材表面的微量氧化物、灰分。（13）精轧；正常的加工过程，起到呈上启下的作用。（14）第四次退火；再结晶软化退火。（15）酸洗；去除铜材表面的微量氧化物、灰分。（16）精轧；属预精轧控制轧制，一方面给成品轧制留足加工率，另一方面为成品晶粒组织的细化、均匀性给与充足的变形能。（17）第五次退火；再结晶软化退火，同时，控制好成品晶粒度。（18）酸洗；去除铜材表面的微量氧化物、灰分。（19）成品轧制；确保交货时的机械性能、板型、公差等要求。（20）拉弯矫；确保交货时的铜材板型。（21）第六次退火；去应力低温退火，起到提高弹性极限的作用。（22）成品酸洗钝化处理；确保铜带表面干净、防氧化。（23）成品剪切、检验、包装入库。

所述步骤（1）中，原料配比为：电解铜、锡锭、镍条、铜-磷中间合金之间的重量比为120：2：1：1，该四种金属的总重量占原料总重量的10～50%；其余为铜合金边角料和镀镍铜合金边角料，且铜合金边角料和镀镍铜合金边角料之间的重量比为6：1。

所述步骤（2）中，熔化炉转炉温度1250-1300℃。

所述步骤（3）中，保温炉拉铸控制温度1170-1220℃，保温炉液面用锻烧烘干木炭覆盖，覆盖厚度不小于5厘米，铸坯端面的温度差控制在50℃以下。

所述步骤（3）中，采用电磁搅拌工艺，频率20HZ，电流15～26A，搅4秒停15秒。

所述步骤（4）中，上下面各铣掉0.7-0.8mm。

所述步骤（6）的退火温度为680～730℃、保温时间为7小时；步骤（8）的退火温度为500-530℃、保温时间为5.5小时；步骤（11）的退火温度为480℃、保温时间为4.5小时；步骤（14）的退火温度为450℃、保温时间为4.5小时；步骤（17）的退火温度为400-430℃、保温时间为4.5小时；步骤（21）的退火温度为200-230℃、保温时间为4小时。

本发明铜合金中，为了改善二元锡青铜的工艺性能和使用性能，加入镍元素，微量镍可以大大提高它们的机械性能，而且镍还有细化α固溶体晶粒的作用；晶粒细化后，受到加工时位错的自由行程距离缩短，位错塞积引起的集中应力减少，故韧性值提高。熔体中的微量镍，有利于加速熔体的凝固和结晶速度，对减轻和避免偏析有一定的效果。