[發明專利]一種微合金化錫青銅合金的制備方法

在審

• 申請號: 201210249351.7
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102747238A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 蔡薇;柳瑞清;王剛;柳羏;謝偉濱;楊勝利;許洪胤;鄧予生;吳語
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;C22F1/08
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟;羅巍

技術領域

本發明屬于銅合金材料加工技術領域，尤指一種微合金化錫青銅合金的制備方法。

背景技術

隨著電子信息、汽車和通訊產業的發展，用于接插件、彈性導電合金用量越來越大。銅基彈性合金由于具有優良的導電、導熱性能和良好的機械力學性能，在電器接插件、彈簧、連接器、開關、觸頭等各種導電彈性元件中得到廣泛的應用。

銅基彈性合金是一類具有廣闊應用前景的結構功能材料，無論在傳統工業還是高新技術、尖端科學領域，其需求量日益劇增，同時對其性能要求越來越高。經過幾十年的發展，在發達國家，彈性銅合金產品的開發已達到相當高的水平，而我國在研究和生產上都處于相對落后的地位，常用的銅基彈性合金基本上還是錫磷青銅、鋅白銅和黃銅，不僅在數量上，還是在產品質量上還不能適應電子信息、汽車和電子通訊等行業高速發展的需求。

傳統的銅基彈性合金錫青銅合金因其具有高的強度、彈性、優良的導電穩定性及熱應力松弛性能等優點，是目前廣泛使用的高強度、高彈性、高性能銅合金。但是，由于錫青銅合金中Sn含量高，在鑄造過程中鑄錠產生嚴重枝晶偏析和Sn的反偏析，導致其塑性加工性能差，目前通用加工方法是水平連鑄生產板坯，并在加工變形前鑄錠進行長時間高溫退火，即均勻化處理（該過程通常需要25～30小時）后才能進行塑性加工。均勻化處理過程的能源消耗大、工藝流程長、生產效率低、生產成本高、不符合現代工業化生產所要求的高效低耗的目標。國內的發明專利CN87100204、CN91105605均采用了真空熔煉，但鑄錠的組織中還是存在成分不均勻現象，故仍然需要進行高溫長時間的均勻化處理。

此外，國內外一些專利在某些錫青銅合金的應用上進行了一些改進，以改善合金鑄態組織成分不均勻和合金的某些性能。例如國內專利CN200410053071采用噴射沉淀成型法生產Cu-15Ni-8Sn-3.5Y合金，該專利通過此法制備的錫青銅合金成分偏析較小，合金的性能良好。專利CN03151047、CN101517105A，分別在Cu-15Ni-8Sn合金中添加適量的Ti元素和利用燒結的方法制備錫青銅合金，可以有效的改善該合金的Sn偏析和提高合金的耐磨性和強度，該發明是合金在鑄態下經均勻化處理-淬火-時效處理后經過機加工成元件使用。以上幾個專利及方法不適用于大規模的板帶材生產，而目前板帶材采用的生產方式，其鑄錠必須先經過均勻化處理再進行軋制生產。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種節省能源、縮短工藝、提高生產效率的錫青銅合金制備方法。

為實現上述目的，本發明的微合金化錫青銅合金的制備方法，包括如下步驟：

1）合金熔煉：將合金在熔爐內進行熔煉、保溫、除氣、除渣、精煉；

2）微合金化處理：對精煉后的熔體添加細化劑；

3）合金鑄造：對經過微合金化處理的熔體進行鑄錠；

4）冷軋開坯：對經過合金鑄造后的合金進行冷軋得到形變錫青銅合金。

進一步，所述細化劑為鐵和或鈷。

進一步，所述細化劑為鐵，鐵占原料總重量的百分比含量為0.2%~0.8%。

進一步，所述細化劑為鈷，鈷占原料總重量的百分比含量為0.2%~1.0%。

進一步，所述細化劑為鐵和鈷，鐵和鈷占原料總重量的百分比含量為0.1%~0.6%。

進一步，步驟4）中冷軋變形率為60-80%。

進一步，步驟2）中所述細化劑在溫度為1240-1300℃下添加。

進一步，步驟1）和2）具體為：將電解銅放入熔煉爐內，加熱至熔體完全熔化后，加覆蓋劑并保溫，經除氣、除雜后，再覆蓋灼燒木炭，加入烘干的Cu-P中間合金、Sn，充分攪拌、靜置后，加細化劑進行微合金化處理。

本發明的微合金化錫青銅合金的制備方法，其鑄錠晶粒的尺寸細小，可減小合金內Sn的偏析程度，消除在軋制過程中產生的脆性開裂，使得合金具有良好的塑性，特別是微合金化處理后的鑄錠可以直接冷軋制，省去了現有制備方法中的均勻化處理工序，節省了能源，縮短了工藝流程，提高了生產效率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1為未經微合金化處理后的合金金相照片；

圖2為本發明經微合金化處理后的合金金相照片之1；

圖3為本發明經微合金化后的合金金相照片之2；

圖4為本發明經微合金化后的合金金相照片之3；

圖5為本發明經微合金化處理后的合金金相照片之4；

圖6為本發明經微合金化后的合金金相照片之5；

圖7為本發明經微合金化后的合金金相照片之6；