專利名稱：一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前銅基引線框架材料主要是采用復(fù)雜合金化原則，在犧牲導(dǎo)電率的前提下，提高合金的強(qiáng)度和綜合性能。目前，國(guó)內(nèi)外開發(fā)的引線框架用銅合金已有百余種，按材料的性能基本可分為高導(dǎo)電型、中導(dǎo)電中強(qiáng)度型、低導(dǎo)電中強(qiáng)度型和高強(qiáng)度型。目前大量使用的只有 C19210、C1220 和 C19400 三種。其中 Cu-Fe-P 系的 C19210 (Cu-0.1Fe-0.03P)是最具代表性的高導(dǎo)電材料之一，其導(dǎo)電率約為85%IACS，強(qiáng)度約400MPa，硬度HV120左右。但是這些材料都在強(qiáng)度和導(dǎo)電率上不能兼顧，從而限制了各自的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金，該銅基合金能同時(shí)具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)導(dǎo)電率；本發(fā)明的目的之二是提供一種上述銅基合金的制備方法。一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金，其特別之處在于，按重量百分比計(jì)組成為:0.008
0.045%Ζη，0.005 0.05%Sn，0.005 0.04%Ni，余量為 Cu。一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金，其特別之處在于，按重量百分比計(jì)組成為:0.05
0.15%Fe，0.015 0.06%Ρ，0.008 0.045%Ζη，0.005 0.05%Sn，0.005 0.04%Ni，其它雜質(zhì)元素的總含量不大于0.2%，余量為Cu?！N高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金的制備方法，其特別之處在于，包括如下步驟:(I)配料:將陰極銅、銅鐵中間合金、銅磷中間合金、電解鎳、鋅、錫按照一定的比例配比，保證合金成分范圍如下:0.05 0.15%Fe，0.015 0.06%Ρ，0.008 0.045%Ζη,
0.005 0.05%Sn，0.005 0.04%Ni，其他雜質(zhì)元素的總含量不大于0.2%，余量為Cu ；(2)熔煉:將配好的陰極銅、銅鐵中間合金、銅磷中間合金、電解鎳、鋅、錫分別裝入中頻真空感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，其中熔化時(shí)間為20 40min，保溫5 20min，熔煉溫度控制在1240 1320°C之間；(3)鑄造:采用液壓半連續(xù)鑄造，埋管澆注，鑄錠規(guī)格為板坯錠，鑄造時(shí)控制溫度1280±40°C，鑄造速度 40-80mm/min，冷卻水流量 8_12m3/h ；(4)熱加工:坯錠在箱式電阻爐中加熱，控制溫度在850 925°C，保溫6 8小時(shí)，然后進(jìn)行熱軋，軋制終了進(jìn)行在線固溶處理；(5)冷加工:將在線固溶處理后的物料進(jìn)行表面機(jī)加工處理，除去坯料表面的氧化層，然后進(jìn)行冷軋，單個(gè)軋制的加工率為50 95%,之后再進(jìn)行退火或冷加工；

(6)時(shí)效處理:將軋至成品厚度的物料進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為400 600°C，等到溫后將裝爐，再次到溫時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫90 300min，出爐后在空氣中自然冷卻。本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率的銅基合金，能同時(shí)具有高的強(qiáng)度和導(dǎo)電率。其原理是以銅合金為基礎(chǔ)，添加鎳、鋅、錫三種元素，添加元素中，鐵元素能夠有細(xì)化晶粒、延緩再結(jié)晶過程，提高強(qiáng)度與硬度作用；磷元素能夠加速固溶體分解，生成分布于晶界的易熔物，降低合金的熱硬性，提高切削加工能力；鋅元素能夠提高合金的流動(dòng)性，縮小結(jié)晶溫度區(qū)間，減輕逆偏析；錫元素能夠延遲過飽和固溶體分解，顯著抑制晶界的不連續(xù)沉淀，防止過時(shí)效；鎳元素能夠提高合金的時(shí)效硬化效果。熔煉后這幾種元素在銅基體中形成復(fù)雜的有序的復(fù)合結(jié)構(gòu)，經(jīng)時(shí)效后，極大的提高了 C19210合金的硬度和導(dǎo)電率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:1、按照配比方式，將3937.5公斤標(biāo)準(zhǔn)陰極銅(根據(jù)新國(guó)標(biāo)GB/T467—1997陰極銅)、45.5公斤CuFelO銅鐵中間合金、12.2公斤CuP12銅磷中間合金、0.6公斤Ni9950電解鎳、2.72公斤H62黃銅、1.04公斤Sn99.95A純錫配好，放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，其熔化溫度為 1280±10°C，保溫時(shí)間 20min。2、將保溫好的銅液采用液壓半連續(xù)鑄造，埋管澆注，澆鑄成210 X 430 X 4500mm的板坯錠，鑄造時(shí)控制溫度1280±40°C，鑄造速度60mm/min，冷卻水流量12m3/h。3、將鑄造出的鑄錠放入步進(jìn)式加熱爐中加熱，溫度為880±10°C，保溫時(shí)間為8小時(shí)。然后出爐熱軋至15mm厚,進(jìn)行在線淬火處理。4、在帶坯銑面機(jī)上銑掉物料表面的氧化層，在粗軋機(jī)上軋至5mm厚，單個(gè)軋程的加工率為64%，然后進(jìn)行中間退火。退火溫度為450°C，物料隨爐升溫，到溫后開始計(jì)時(shí)，保溫10小時(shí)后出爐冷卻。5、中間退火后，進(jìn)行表面處理。表面處理。其工藝條件為:DC_362脫脂劑濃度:
0.2% 5% ;濃硫酸濃度:5 10% JDS-8銅抗氧化劑濃度:0.5 2%。表面處理后直接軋至成品厚度0.381mm，加工率·為92%。6、將軋至成品厚度的物料進(jìn)行時(shí)效處理。時(shí)效溫度為550°C。等爐溫升至550°C穩(wěn)定后將物料裝爐，等溫度再到550°C時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫210min，出爐后在空氣中自然冷卻。檢測(cè)其化學(xué)成分，結(jié)果如表1-1。導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度、硬度等性能指標(biāo)如表1-2。實(shí)施例2:1、按照配比方式，將3899.7公斤標(biāo)準(zhǔn)陰極銅、87.3公斤CuFe5銅鐵中間合金、8.3公斤CuP14銅磷中間合金、0.6公斤Ni9990電解鎳、3.1公斤H62黃銅、1.0公斤Sn99.95AA純錫配好，放入熔煉爐中進(jìn)行熔化，其熔化溫度為1280±10°C，保溫時(shí)間20min。2、將保溫好的銅液采用液壓半連續(xù)鑄造，埋管澆注，澆鑄成210 X 430 X 4500mm的板坯錠，鑄造時(shí)控制溫度1280±40°C，鑄造速度60mm/min。3、將鑄造出的鑄錠放入步進(jìn)式加熱爐中加熱，溫度為880±10°C，保溫時(shí)間為8小時(shí)。然后出爐熱軋至15mm厚,進(jìn)行在線淬火處理。4、在帶坯銑面機(jī)上銑掉物料表面的氧化層，在粗軋機(jī)上軋至5mm厚，單個(gè)軋程的加工率為64%，然后進(jìn)行中間退火。退火溫度為450°C，物料隨爐升溫，到溫后開始計(jì)時(shí)，保溫10小時(shí)后出爐冷卻。5、中間退火后，進(jìn)行表面處理。表面處理。其工藝條件為:DC_362脫脂劑濃度:0.2% 5% ;濃硫酸濃度:5 10% JDS-8銅抗氧化劑濃度:0.5 2%。表面處理后直接軋至成品厚度0.5mm，加工率為90%。6、將軋至成品厚度的物料進(jìn)行時(shí)效處理。時(shí)效溫度為550°C。等爐溫升至550°C穩(wěn)定后將物料裝爐，等溫度再到550°C時(shí)開始計(jì)時(shí)，保溫210min，出爐后在空氣中自然冷卻。檢測(cè)其化學(xué)成分，結(jié)果如表2-1。導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度、硬度等性能指標(biāo)如表2-2。表1-1成分檢測(cè)
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金，其特征在于，按重量百分比計(jì)組成為:0.008 0.045%Ζη，0.005 0.05%Sn，0.005 0.04%Ni，余量為 Cu。
2.一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金，其特征在于，按重量百分比計(jì)組成為:0.05 0.15%Fe，0.015 0.06%Ρ，0.008 0.045%Ζη，0.005 0.05%Sn，0.005 0.04%Ni，其它雜質(zhì)元素的總含量不大于0.2%，余量為Cu。
3.一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (O配料:將陰極銅、銅鐵中間合金、銅磷中間合金、電解鎳、鋅、錫按照一定的比例配比，保證合金成分范圍如下:0.05 0.15%Fe，0.015 0.06%Ρ，`0.008 0.045%Ζη，0.005 `0.05%Sn，0.005 0.04%Ni，其他雜質(zhì)元素的總含量不大于0.2%，余量為Cu ； (2)熔煉:將配好的陰極銅、銅鐵中間合金、銅磷中間合金、電解鎳、鋅、錫分別裝入中頻真空感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，其中熔化時(shí)間為20 40min，保溫5 20min，熔煉溫度控制在`1240 1320°C之間；` (3)鑄造:采用液壓半連續(xù)鑄造，埋管澆注，鑄錠規(guī)格為板坯錠，鑄造時(shí)控制溫度`1280±40°C，鑄造速度 40-80mm/min，冷卻水流量 8_12m3/h ； (4)熱加工:坯錠在箱式電阻爐中加熱，控制溫度在850 925°C，保溫6 8小時(shí)，然后進(jìn)行熱軋，軋制終了進(jìn)行在線固溶處理； (5)冷加工:將在線固溶處理后的物料進(jìn)行表面機(jī)加工處理，除去坯料表面的氧化層，然后進(jìn)行冷軋，單個(gè)軋制的加工率為50 95%,之后再進(jìn)行退火或冷加工； (6)時(shí)效處理:將軋至成品厚度的物料進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效溫度為400 `600°C，等到溫后將裝爐，再次到溫時(shí)開始計(jì)時(shí)，保`溫90 300min，出爐后在空氣中自然冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金及其制備方法。其特點(diǎn)是，按重量百分比計(jì)組成為0.05～0.15%Fe，0.015～0.06%P，0.008～0.045%Zn，0.005～0.05%Sn，0.005～0.04%Ni，其它雜質(zhì)元素的總含量不大于0.2%，余量為Cu。本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率的銅基合金，能同時(shí)具有高的強(qiáng)度和導(dǎo)電率。熔煉后這幾種元素在銅基體中形成復(fù)雜的有序的復(fù)合結(jié)構(gòu)，經(jīng)時(shí)效后，極大的提高了C19210合金的硬度和導(dǎo)電率。
文檔編號(hào)C22C9/00GK103243231SQ20131014255
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者吳文博, 岳麗娟, 潘建立, 康亮 申請(qǐng)人:中色(寧夏)東方集團(tuán)有限公司