一種沉澱硬化型銅合金的製備方法
2023-09-22 14:42:55
一種沉澱硬化型銅合金的製備方法
【專利摘要】本發明選擇了鎳鐵磷銅沉澱強化型合金體系，優化了各合金元素的配比，並適量添加了Zn、Sn合金元素，控制退火溫度、退火時間以及冷軋工藝參數，縮短了熱處理時間，提高了生產效率，同時獲得兼具優異力學性能和導電性能的沉澱硬化型銅合金。
【專利說明】一種沉澱硬化型銅合金的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及合金的【技術領域】，特別是一種兼具優異力學性能和導電性能的沉澱硬化型銅合金的製備方法。
【背景技術】
[0002]銅合金材料具有優異的機械強度以及較好的導電性能，加之生產成本相對低廉，因而被廣泛應用於電極觸頭、電極臂、電機換向器、電子電訊用連接器、端子、繼電器及引線框架等製造業領域。
[0003]然而隨著集成電路等工業產品向高密度、小型化、多功能化發展的趨勢，對於作為基礎材料的銅合金的強度、導電性能也提出了越來越高的要求。對於銅合金兼具優異的機械強度和導電性能的更高要求，沉澱硬化是一種較為有效的改善銅合金性能的方法，特別是銅鎳磷體系的銅合金，其沉澱硬化能力較為突出，獲得了較多的研究和應用，例如與利文獻CN200880126328.0就公開了一種銅鎳磷體系的沉澱硬化型銅合金。
[0004]然而現有的沉澱硬化型銅合金都需要迚行長時間的熱處理以改善合金性能，從而得到滿足要求的銅合金，例如CN200880126328.0中的製備工序中就包括了將冷軋後的銅合金迚行至少2小時的熱處理。這樣的製備工藝丌但在生產效率上存在缺陷，在成本上也是丌經濟的。
【發明內容】
[0005]本發明的目的即在於提供一種銅合金組成合理、製備工藝高效經濟的沉澱硬化型銅合金的製備方法。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]一、配料:以重量百分比為 0.15-0.2N1、0.15-0.2Fe、0.09-0.12Ρ、0.1-0.15Ζη、
0.25-0.3Sn、餘量為Cu和丌可避免的雜質配取原料，其中須滿足(Ni+Fe):P=3_3.5，所述原料為純度為99.99%無氧銅和純度為99.9%的各合金元素的粉末；
[0008]二、熔煉:將配好的原料在氮氣保護氣氛下於高頻爐中迚行熔煉，所述熔煉為先將Cu,Zn,Sn混合置入爐中，將溫度升至1230_1250°C並持續攪拌熔體充分混合，隨後加入N1、Fe和P，繼續升溫至1280-130(TC並保溫迚行熔煉，熔煉後澆鑄銅合金錠；
[0009]三、熱軋加工:將銅合金錠加熱到950_980°C後迚行熱軋加工到所需厚度，終軋溫度控制在730-750°C ；
[0010]四、冷軋加工:將熱軋加工的銅合金經銑面去除氧化皮後迚行70-75%壓下率的冷軋加工；
[0011]五、退火處理+冷軋加工:將冷軋加工得到的銅合金在570-600°C的條件下退火處理1.5-2min後，再次迚行40-45%壓下率的冷軋加工，隨後降低退火溫度至530_550°C再次退火處理1.5-2min後，再迚行40-45%壓下率的冷軋加工，隨後在530_550°C再次退火處理1.5-2min後，再迚行40-45%壓下率的冷軋加工到所需厚度，最終在380-400°C條件退火2-3min得到沉澱硬化型銅合金。
[0012]其中優選的，所述熱軋加工到所需厚度為1.5-2_，熱軋加工的道次至少為6。
[0013]迚一步優選的，所述退火處理+冷軋加工中，最終冷軋加工到所需厚度為
0.2-0.4mm。
[0014]迚一步優選的，合金元素含量為0.17N1、0.17Fe、0.1P。
[0015]迚一步優選的，合金元素Zn的含量為0.12。
[0016]迚一步優選的，合金元素Sn的含量為0.28。
[0017]迚一步優選的，退火處理+冷軋加工中，第一次退火的溫度為580°C，退火時間為
1.8min ;後兩次退火的溫度為540°C，退火時間為1.8min ;最終退火的溫度為380°C，退火時間為2min。
[0018]迚一步優選的，退火處理+冷軋加工中，冷軋加工的壓下率為43%。
[0019]本發明的優點在於:選擇了鎳鐵磷銅沉澱強化型合金體系，優化了各合金元素的配比，並適量添加了 Zn、Sn合金元素，控制退火溫度、退火時間以及冷軋工藝參數，縮短了熱處理時間，提高了生產效率，同時獲得兼具優異力學性能和導電性能的沉澱硬化型銅合金。
【具體實施方式】`
[0020]實施例1-6，以及對比例1*-8*:
[0021]一、配料:以表1所示的重量百分比配取原料，所述原料為純度為99.99%無氧銅和純度為99.9%的各合金元素的粉末；
[0022]二、熔煉:將配好的原料在氮氣保護氣氛下於高頻爐中迚行熔煉，所述熔煉為先將Cu,Zn, Sn混合置入爐中，將溫度升至1240°C並持續攪拌熔體充分混合，隨後加入N1、Fe和P，繼續升溫至1300°C並保溫迚行熔煉，熔煉後澆鑄得到Φ30mm，長200mm的銅合金錠；
[0023]三、熱軋加工:將銅合金錠加熱到960°C後迚行6道次熱軋加工到8_，終軋溫度控制在740 0C ；
[0024]四、冷軋加工:將熱軋加工的銅合金經銑面去除氧化皮後迚行75%壓下率的冷軋加工；
[0025]五、退火處理+冷軋加工:將冷軋加工得到的2mm厚的銅合金在570°C的條件下退火處理1.5min後，再次迚行40%壓下率的冷軋加工，隨後降低退火溫度至530°C再次退火處理1.5min後，再迚行40%壓下率的冷軋加工，隨後在530°C再次退火處理1.5min後，再迚行40%壓下率的冷軋加工到所需厚度，最終在380°C條件退火2min得到沉澱硬化型銅合金。
[0026]表1
[0027]
【權利要求】
1.一種沉澱硬化型銅合金的製備方法，其包括以下製備步驟: 一、配料:以重量百分比為0.15-0.2N1、0.15-0.2Fe、0.09-0.12P、0.1-0.15Zn、0.25-0.3Sn、餘量為Cu和不可避免的雜質配取原料，其中須滿足(Ni+Fe):P=3_3.5，所述原料為純度為99.99%無氧銅和純度為99.9%的各合金元素的粉末； 二、熔煉:將配好的原料在氮氣保護氣氛下於高頻爐中進行熔煉，所述熔煉為先將Cu、Zn、Sn混合置入爐中，將溫度升至1230-1250°C並持續攪拌熔體充分混合，隨後加入N1、Fe和P，繼續升溫至1280-130(TC並保溫進行熔煉，熔煉後澆鑄銅合金錠； 三、熱軋加工:將銅合金錠加熱到950-980°C後進行熱軋加工到所需厚度，終軋溫度控制在 730-750 0C ； 四、冷軋加工:將熱軋加工的銅合金經銑面去除氧化皮後進行70-75%壓下率的冷軋加工； 五、退火處理+冷軋加工:將冷軋加工得到的銅合金在570-600°C的條件下退火處理1.5-2min後，再次進行40-45%壓下率的冷軋加工，隨後降低退火溫度至530_550°C再次退火處理1.5-2min後，再進行40-45%壓下率的冷軋加工，隨後在530_550°C再次退火處理1.5-2min後，再進行40-45%壓下率的 冷軋加工到所需厚度，最終在380-400°C條件退火2-3min得到沉澱硬化型銅合金。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述熱軋加工到所需厚度為1.5-2mm,熱軋加工的道次至少為6。
3.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述退火處理+冷軋加工中，最終冷軋加工到所需厚度為0.2-0.4mm。
4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:合金元素含量為0.17N1、0.17Fe、0.1P。
5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:合金元素Zn的含量為0.12。
6.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:合金元素Sn的含量為0.28。
7.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:退火處理+冷軋加工中，第一次退火的溫度為580°C,退火時間為1.8min ;後兩次退火的溫度為540°C,退火時間為1.8min ;最終退火的溫度為380°C，退火時間為2min。
8.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:退火處理+冷軋加工中，冷軋加工的壓下率為43%。
【文檔編號】C22F1/08GK103643076SQ201310618692
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】毛秧群 申請人:餘姚市士森銅材廠