[发明专利]一种铜合金带材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜合金带材，其特征在于该铜合金带材的质量百分比组成为，Fe：7～11wt％，P：0.006～0.012wt％，Sn：0.5～1.5wt％，Ni：4～6wt％，余量为铜及不可避免的杂质。本发明通过控制Fe、Sn、Ni、P等元素的添加含量，富Fe相以骨架的形式存在于铜基体中，起到提升强度、折弯的性能，同时净化基体提升导电，该铜合金带材的抗拉强度700～850MPa，导电率≥25％IACS，延伸率在10％以上，90°折弯R/t在GW≤0.5，在BW≤1.5，在500℃保温5min，硬度值为原始硬度的80％。

技术领域

本发明属于铜合金领域，具体涉及一种铜合金带材及其制备方法。

背景技术

LED支架是LED灯珠在封装之前的底基座，在LED支架的基础上，将芯片固定进去，焊上正负电极，再用封装胶一次封装成形。现有的LED支架一般采用锡磷青铜，如C5111、C5191等，锡磷青铜的导电率一般在20％IACS以下，而且在抗拉强度≥600MPa(H态或者EH态)时，折弯性能很差，90°折弯R/t难以满足GW≤0.5，在BW≤1.5，其中GW为沿着垂直轧制方向弯曲，BW为沿着平行轧制方向弯曲，当LED支架的形状较为复杂时，存在变形加工产生裂纹而难以满足使用要求的情况；现有的LED支架一般都是镀锡后使用，但现有的用于LED支架的铜合金存在镀锡困难，镀锡易剥落的问题；对于某些特定的使用领域，对铜合金的高温性能具有一定要求，而现有的锡磷青铜的耐高温性能较差，无法满足使用要求。

发明专利CN201610634673.1公开了一种用于LED支架的铜带生产工艺，包括以下步骤：(1)以A级阴极铜为原料，A级阴极铜在熔炼装置内连续铸造，熔炼装置内覆盖有木炭和石墨磷片，铸造完成后用冷却循环水进行冷却从而制得上引铜杆；(2)将制得的上引铜杆在连续挤压机内进行连续挤压；(3)根据LED支架用铜带的厚度利用冷轧机组进行多道次轧制；(4)轧制后进行光亮退火，然后对铜带表面进行研磨、抛光；(5)利用分切机组对轧制后的铜带进行分切，获得用于LED支架的铜带；上述LED支架的铜带生产工艺制得的铜带，其化学成分中铜含量为99.97％-99.99％，氧含量为6ppm-9ppm；铜带的维氏硬度HV为106-112，抗拉强度为300-340MPa，延伸率为5-7％，表面粗糙度Ra小于0.05mm；边部毛刺小于0.02mm，导电率大于100.5％IACS。该LED支架采用高含量铜，虽然导电率较高，但强度和耐高温性能很差，只能应用在对强度或者耐高温要求不高的场合。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种高强度、导电率高且折弯、耐高温性能优异的铜合金带材。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种铜合金带材，其特征在于该铜合金带材的质量百分比组成为，Fe：7～11wt％，P：0.006～0.012wt％，Sn：0.5～1.5wt％，Ni：4～6wt％，余量为铜及不可避免的杂质。

Fe能够提高基体强度，本发明绝大部分的Fe是以Fe为基体，少量Cu固溶于Fe的富Fe相(析出相)存在，富Fe相以骨架的形式存在于铜基体中，起到提升强度的作用，少量的Fe固溶于Cu形成Cu固溶体的基体相，还有少量的Fe和P通过固溶并淬火处理溶入基体相中形成过饱和固溶体，然后时效处理析出FeP金属间化合物，析出的FeP金属间化合物起到弥散强化的作用，FeP金属间化合物的存在更进一步提高基体强度和硬度，同时对提高合金的耐高温软化性能起到重要的作用，当Fe元素含量低于7wt％，形成的富铁相比例不足，难于让组织形成富Fe相的骨架，这样导致强度不足，但当Fe超过11wt％以后，铸造过程中富铁相会形成尺寸大于5μm的富铁相，导致材料的塑形变差，不利于加工，同时材料的折弯性差。

Sn的作用，Sn和Ni在时效阶段，会从基体的固溶状态下发生调幅分解，与Cu、Ni形成(Cu，Ni)₃Sn粒子，起到调幅分解强化作用，进一步提高合金的强度、弹性和抗高温软化性能。如果Sn含量低时，则调幅分解强化作用不强，含量过高时对合金的导电率影响较大，因此，Sn含量控制在0.5～1.5wt％。