[发明专利]一种电连接器用耐蚀铜合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电连接器用耐蚀铜合金及其制备方法，属于有色金属加工领域。该合金的重量百分比组成为：Ni 0.3％～1.0％，Sn 2.0％～3.5％，P 0.05％～0.3％，Mn 0.05％～0.5％，B 0.001％～0.01％，Al 0.05～0.3％，剩余部分由Cu及不可避免的杂质组成。所述铜合金成分元素含量需满足2.5％≤Ni+Sn≤4.0％，3≤Ni/Al≤15。通过熔炼、水平连铸、粗轧、一次中间退火、酸洗、精轧、成品退火处理等加工处理后得到该材料。本发明的电连接器用耐蚀铜合金抗拉强度可达到480～530MPa，维氏硬度HV150～175，延伸率11～20％，导电率25～38％IACS，24小时盐雾试验失重比例为0.01～0.02％，48小时盐雾试验失重比例为0.03～0.06％。

技术领域

本发明涉及一种电连接器用耐蚀铜合金及其制备方法，属于有色金属加工领域。

背景技术

近年来，我国电连接器市场迅猛发展，已经成为领先全球快速增长的第四大电连接器市场，而随着近年来电子技术的不断发展，电连接器在微电子、汽车行业以及5G通讯的应用越来越引人注目，元件越来越小，电流密度越来越高，传输速度越来越快，电连接器正朝着高密度、小型化、薄型化、组合化、高速化方向发展。这就对铜合金这一电连接器核心部件的关键材料提出了更高的要求。

电连接器用铜合金要求合金具有高强度、高弹性、耐疲劳、良好的导电和折弯等性能。而随着电连接器朝着小型化、集成化、低成本化发展，以及国内外环保法规的不断完善，要求电连接器用铜合金材料也不断向环保、高性能、低成本的趋势发展。电连接器最基本的性能要求是电接触的可靠性，目前国内应用最广泛的电连接器用铜合金材料是锡磷青铜系列，由于普通的锡磷青铜合金不耐腐蚀，在长时间使用后容易发生氧化变色、腐蚀等，不仅增大了接触电阻，而且易产生腐蚀失效，影响电连接器的寿命。目前普遍采用在铜合金材料表面上镀锡的方法来防腐蚀，一方面增加了材料的生产成本，另一方面，电镀工序产生的废气废液易对环境产生不利影响。因此开发一种不需表面电镀的低成本电连接器用耐蚀铜合金具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种电连接器用耐蚀铜合金，通过调整Ni、Sn含量以及添加P、Mn、B、Al等微量元素，在保持力学、电学等性能的基础上，改善合金的耐腐蚀性能，从而省去电连接器接触材料的电镀工序，不仅有利于环境保护，而且进一步降低了材料成本。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种电连接器用耐蚀铜合金，其合金元素的重量百分比为：Ni 0.3％～1.0％，Sn2.0％～3.5％，P 0.05％～0.3％，Mn 0.05％～0.5％，B 0.001％～0.01％，Al 0.05～0.3％，剩余部分由Cu及不可避免的杂质组成。所述铜合金成分需满足2.5％≤Ni+Sn≤4.0％，3≤Ni/Al≤15。

所添加元素的作用分别为：

Sn元素固溶在Cu基体中，增加合金的强度和热稳定性，提高合金的铸造质量，提高合金的加工性能。Sn可以使铜的钝化膜更加致密和稳定，从而提高铜的耐蚀性。

Ni元素可以与Cu无限固溶，固溶于铜基体中可提高合金的强度。增加Ni含量可以提高合金的电化学钝态性能，从而提高耐蚀能力。Ni对铜合金的导电性影响比Sn元素小；同时Ni可以与P、B、Al等元素形成析出相，进一步提高合金的强度的耐蚀性。但过多的Ni+Sn元素总量会导致电导率的明显下降，因此需将总量控制在2.5％≤Ni+Sn≤4.0％之间。

P元素可以细化晶粒，合金微观组织的细化程度对Sn元素的偏析程度具有显著的影响，组织细化有利于改善合金元素分布均匀性，可使Sn元素的偏析程度降低，从而提高耐蚀性能。P元素还可以增加熔体流动性，与Ni形成镍磷相，提高合金的强度。

Mn固溶在铜合金中可以提高合金的强度和弹性，且能提高合金的耐蚀性，但Mn含量过高会导致合金硬度过高不利于合金的加工。