[發(fā)明專利]一種低成本彈性黃銅合金

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210005315.6
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102443717A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 李杰;王永如;洪燮平;戴姣燕;武躍維;劉鑫霞
• 申請（專利權）人: 寧波金田銅業(yè)（集團）股份有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司 33207
• 代理人: 楊高

技術領域

本發(fā)明涉及一種代替錫磷青銅材料的低成本彈性黃銅合金。

背景技術

高彈性銅基材料廣泛應用于電器接插件、彈簧、開關、觸頭等各種彈性元件領域及電子、通訊、儀表等工業(yè)領域。目前，高彈性銅基材料以鈹青銅、錫磷青銅等材料為主。但是，鈹青銅存在工作溫度低，生產(chǎn)工藝復雜，鈹氧化物有毒，危害人體，價格昂貴等缺點，而錫磷青銅中的合金元素錫價格昂貴、制造能耗高、成本高。同時，我國正處在經(jīng)濟高速增長時期，電子、電氣等行業(yè)發(fā)展迅速，對錫磷青銅帶材的需求增長很快，以年均12%以上的速度增長。據(jù)預測，2011年國內錫磷青銅帶的需求量將在20萬噸以上。因此，國內外致力于研究錫磷青銅的替代品-低成本高彈性銅基材料。但迄今為止，還沒有開發(fā)出一種成本低彈性好、能夠替代錫磷青銅作接插件應用的新型彈性合金材料。

CN101050494B公告了一種彈性黃銅合金材料及其生產(chǎn)方法，但其含Ni量達到4-5%，因鎳的價格比錫高，因此，該發(fā)明的彈性黃銅合金成本很高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種低成本彈性黃銅合金材料，以替代錫磷青銅在接插件等領域的應用。

一種低成本彈性黃銅合金，其特征是銅為69～72%重量，鋅為23～26%重量，鋁為3.3～3.6%重量，鎳為0.1～1.0%重量，錳為0.12～0.53%重量，余量為不可避免的雜質。

本發(fā)明的彈性黃銅制備工藝采用鐵模鑄造，熱軋開坯，冷軋，退火，酸洗等工藝流程。

鋁元素加入后縮小α相區(qū)，形成β相的趨勢大，強化效果好。在熔煉中能形成氧化鋁保護膜，阻止鋅蒸發(fā)，從而減少鋅燒損。同時，鋁能提高耐磨性、耐蝕性、彈性等。在成品中，Al的表面離子化傾向比鋅的大，優(yōu)先形成致密而堅固的氧化鋁膜，可防止合金的進一步氧化。但Al含量高時，會出現(xiàn)γ相，提高合金的強度和硬度，大幅度降低塑性，不利于后道加工。因此，Al加入量一般控制在1-4%左右。如HAl77-2、HAl60-1-1、HAl59-3-2經(jīng)過加工后彈性模量分別可以達到102、105、100Gpa。

鎳在黃銅中使α相區(qū)擴大，向高鋅黃銅中添加鎳，可獲得含有少量β相的高強度合金。同時具有提高強度、韌性、抗脫鋅及抗應力腐蝕開裂作用，且壓力加工性能較好。例如HNi65-5彈性模量可以達到112Gpa。有研究表明：加入Ni可以達到顯著細化晶粒的效果。值得注意的是，在黃銅中加入一定量的鎳和鋁，具有顯著的回火硬化效應。

Mn使得α相區(qū)縮小，但作用不大，因此對黃銅顯微組織的影響較小。同時，Mn對黃銅具有顯著的固溶強化、抗腐蝕、提高加工性能的作用。例如HMn58-2的彈性模量可以達到100Gpa。值得注意的是，由于合金在低于375℃的溫度下，Mn在Cu中的固溶度下降，當Mn含量超過4%時，會析出部分富Mn的ξ相，ξ相為硬脆相，使合金性能降低。同時，Mn的加入嚴重降低材料的電導率，在對具有一定電導率的合金設計時，控制Mn含量就顯得尤為重要。

Al與Ni具有形成Al₃Ni化合物的趨勢，通過彌散強化、條幅分解、固溶強化等機理顯著提高材料的性能，而Mn固溶于Cu-Zn基體中，顯著提高基體的性能，并促進Al與Ni形成Al₃Ni化合物。三種元素的綜合作用將大大地提高材料的性能，尤其是彈性性能。

本發(fā)明的低成本彈性黃銅的硬度、彈性模量、延伸率與錫磷青銅相當，而強度高于錫磷青銅Y2狀態(tài)的強度。將本發(fā)明產(chǎn)品制成接插件后進行插拔、單極吊重等試驗，所獲得的參數(shù)均符合國家標準。同時，本發(fā)明合金制備流程簡單、易加工，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。該彈性黃銅性能與錫磷青銅性能相當，而原料成本僅為錫磷青銅原料成本的75%-80%。

具體實施方式

以下結合附表實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例1：