[发明专利]无铅易切削高强度高塑性高导电率的碲银铬青铜材料

说明书

技术领域：

本发明涉及一种无铅易切削高强度(419-455MPa)高塑性(5-12％)高导电率(IACS％—93～97％)的碲银铬青铜材料。

背景技术：

在切割领域，等离子切割，特别是精细等离子切割已经在众多工业领域得到了应用，但是，随着光纤等激光技术的发展，激光切割机近年来也开始受到一些用户的青睐。等离子切割机是一种热切割设备，主要的工作原理是压缩空气为主体，以高温高速的等离子弧为热源、将被切割的金属局部熔化、并同时用高速气流将已熔化的金属吹走、形成狭窄切缝。等离子切割机可以切割不锈钢、铁、铝、铜等各种金属材料，而且切割速度快，切缝窄、切口平整。等离子切割机一般用于机械、金属结构的构造、安装和维护中。

激光切割机是利用高功率高密度的激光光束扫描材料的表面，在很短的时间内就可以将材料加热到几千甚至上万摄氏度，可以使材料融化或者汽化，再用高压气体将熔化或者其他物质从切缝中吹走。激光切割运用看不见的光束代替了传统的机械刀，激光切割速度快、切口平滑，一般是不需要后期加工的，切割受热影响较小，板材变形小。

用于激光切割机上的零部件不但要求有较高的导电性，还要求抗氧化能力和抗软化能力，要有高的强度，而且还要有高的加工效率，切削性能要好，对材料的要求是非常的高。

另外在高端汽车起重机螺栓行业，原先一直使用的C11000紫铜，但现在要求更加严格，不但要求和C11000紫铜接近的导电性能或者比它更高，还要高塑性、高强度，并且也要有切削性能的要求，满足加工效率。

综合以上两种特殊行业的要求，材料既需要有高的导电率、高强度、高塑性，还要有良好的切削加工性能以及优良的抗氧化能力和高温抗软化性能。目前，国内外采用的材料主要是铬锆铜、碲铜、紫铜等材料。铬锆铜常用于切割行业，导电性能一般，虽有高的强度，但加工性能差，且生产厂家工艺流程复杂，设备上需要有真空熔炼炉，真空退火炉，高温淬火炉等设备，资金投入非常巨大。碲铜的切削性能好，导电性能一般，塑性也一般，并且材料有脆性，具有一定的开裂风险。紫铜虽然导电性能优良，但切削性能极差，且材料抗氧化能力和高温抗软化性能差。

发明内容：

本发明针对现有技术上述铬锆铜、碲铜和紫铜的各自缺点，提供一种既具有良好的导电率和良好的切削加工性能，而且具有高强度、高塑性以及良好的抗氧化能力、高温抗软化性能的无铅易切削高强度高塑性高导电率的碲银铬青铜材料。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无铅易切削高强度高塑性高导电率的碲银铬青铜材料，该材料的重量百分比组成为：Ag 0.02～0.2％、Te0.08～0.5％、Cr 0.1～1.5％、P 0.002～0.015％、Pb＜0.01％，余量为铜和不可避免的杂质。

本发明所述的不可避免的杂质，其总量不大于0.04％的杂质(即在无铅易切削高强度高塑性高导电率的碲银铬青铜材料中的含量)。

本发明所述的Cu+Ag+Te+Cr＞99.90％。

本发明的碲银铬青铜材料其重量百分比组成优选方案是：Ag 0.03～0.1％、Te0.1～0.40％、Cr 0.2～1.0％、P 0.002～0.012％、Pb＜0.01％，余量为铜和不可避免的杂质。

本发明的碲银铬青铜材料更优选的重量百分比组成是：Ag 0.04～0.08％、Te0.15～0.30％、Cr 0.30～0.80％、P 0.004～0.01％、Pb＜0.01％，余量为铜和不可避免的杂质。

本发明所述的Cr与部分铜以铬铜中间合金形式作为原料添加，所述的铬铜中间合金中Cr的含量为10％，，其余为90％的铜。

本发明所述的磷以磷铜中间合金形式作为原料添加，所述的磷铜中间合金P的含量为15％，其余为85％的铜。

本发明碲银铬青铜中限定金属元素种类和添加量的原因在于：

银：为了改善软化能力、导电率和材料塑性而加入的。Cu-Ag能组成共晶相图，在共晶温度780℃时，银的溶解度为7.9％，但室温时的溶解度仅0.1％左右。银与可固溶Cu的元素不同，含银量少时，铜的导电率与热导率的基本不会下降，并显著提高铜的再结晶温度与蠕变强度，并且考虑到成本问题。所以最优选的Ag含量在0.04～0.08％之间。