[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度高導(dǎo)電銅基合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310142557.4
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103243231A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文博;岳麗娟;潘建立;康亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中色（寧夏）東方集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C9/02;C22C9/04;C22C9/06;C22C1/02
• 代理公司: 寧夏專利服務(wù)中心 64100
• 代理人: 趙明輝

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Cl9400三種。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%Zn，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%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。

一種高強(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：

（1）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%P，0.008～0.045%Zn，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℃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℃，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℃，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℃，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)新國標(biāo)GB/T467—1997陰極銅）、45.5公斤CuFe10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℃，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210×430×4500mm的板坯錠，鑄造時(shí)控制溫度1280±40℃，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℃，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。