[发明专利]一种高性能铜镍锡合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能铜镍锡合金及其制备方法，属于金属材料制备领域。本发明提供的高性能铜镍锡合金包括如下质量百分比的组分：Ni14～16％，Sn7～9％，V0.45～0.55％和余量铜。本发明通过添加Ni、Sn和V并共同调控其添加量，可以在提高铜镍锡合金力学性能的同时，还可以使铜镍锡合金的导电性满足使用要求，从而使铜镍锡合金具有良好的综合性能。实施例的结果表明，本发明制备的高性能铜镍锡合金的抗拉强度可以达到1026MPa，硬度可以达到375HV，导电率可以达到8.2％IACS。

技术领域

本发明涉及金属材料制备领域，具体涉及一种高性能铜镍锡合金及其制备方法。

背景技术

Cu-Ni-Sn合金属于高强高弹性导电铜合金中的一种，因其具有高的强度、硬度、弹性和优异的导电导热性以及耐磨耐腐蚀等性能，在精密仪器、电子电器、航空航天等领域应用广泛，尤其是其具有的高弹性性能，使其成为了制造精密仪器仪表中的接触弹簧、片簧、载流弹性元件、继电器开关等电子连接件不可或缺的材料。近年来随着电子工业的兴起和发展，电子电器装备、仪器仪表装置向着轻量化、微型化、精密化、集成化、高性能化发展，作为核心材料的弹性导电铜合金不仅需求量大大增加，而且对于其性能稳定性也提出了更高的要求。然而，目前在Cu-Ni-Sn合金系列中，例如Cu-15Ni-8Sn合金在时效过程由于不连续沉淀的析出反应严重影响了合金的强度，降低了合金的稳定性。因此，对于析出强化型的Cu-15Ni-8Sn合金来说，抑制时效过程中的不连续沉淀析出反应，对于提高合金的力学性能以及综合稳定性具有至关重要的作用。

目前，对于Cu-Ni-Sn合金，现有技术主要是通过调整时效温度和时效时间来获得时效峰值，从而得出一套最佳的热处理制度；另外通过在时效前进行冷变形处理，可以提高合金的力学性能。但是单单从热处理或者变形工艺的角度出发并无法达到抑制不连续沉淀的目的，这对于进一步提高合金的综合稳定性能仍具有较大局限性。同时，对于析出强化型的Cu-Ni-Sn合金来说，添加新的合金元素，不仅会使其在时效过程中也会形成新的析出相，可以引发晶界脆性，严重降低合金的力学性能，而且合金元素的添加导致铜基合金中的铜含量减少，其导电性也会降低。因此，从成分设计的角度出发也是难以控制不连续沉淀析出反应的，而且更易引发合金力学性能和导电性的降低。

综上可知，目前对于Cu-Ni-Sn合金强度和导电性的提高仍面临较大挑战。因此，亟须提供一种高性能铜镍锡合金，以满足目前电子元器件对于铜镍锡合金的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能铜镍锡合金及其制备方法，本发明提供的铜镍锡合金具有较高导电性的同时，还具有高强度和高硬度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高性能铜镍锡合金，包括如下质量百分比的组分：Ni 14～16％，Sn 7～9％，V 0.45～0.55％和余量铜。

优选地，所述的高性能铜镍锡合金包括如下质量百分比的组分：Ni 14.5～15.5％，Sn 7.5～8.5％，V 0.48～0.52％和余量铜。

优选地，所述的高性能铜镍锡合金包括如下质量百分比的组分：Ni 15％，Sn 8％，V 0.50％和余量铜。

本发明还提供了上述技术方案所述的高性能铜镍锡合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)将合金原料依次进行熔炼和浇铸，得到铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的铸锭依次进行均匀化退火、固溶处理、淬火和时效处理，得到高性能铜镍锡合金；固溶处理的温度为800～900℃，固溶处理的时间为1～3h。

优选地，所述步骤(1)中熔炼的保温温度为1500～1650℃，熔炼的保温时间为20～30min。

优选地，所述步骤(1)中浇铸的温度为1200～1350℃。