[發明專利]一種鋅白銅合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710361555.2
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107151750B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 鐘磊;朱夢文;施智強;許建普;夏成龍;胡林忠
• 申請（專利權）人: 寧波博威合金板帶有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C9/06;C22C30/06;C22F1/08;C22F1/16;C22F1/02;C23C2/08
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 謝瀟

本發明公開了一種鋅白銅合金，該鋅白銅合金的重量百分比組成包括：Ni：13～25%，Zn：15～40%，Fe：0.01～0.25%，Mn：0.01～0.5%，余量為Cu和不可避免的雜質；該鋅白銅合金具有優異的抗高溫氧化、耐鹽霧腐蝕和焊錫性能：該鋅白銅合金280℃高溫下烘烤5～15 min不氧化；在5%的NaCl鹽霧氣氛中，無腐蝕持續時間≥8小時；浸沒于溫度為245±5℃的錫液中3～5秒后取出，上錫面積在95%以上；該鋅白銅合金可應用于屏蔽罩等電子、電器產品，也可以作為其他對包括抗高溫氧化、耐鹽霧腐蝕和焊錫性能在內的綜合性能具有較高要求的其他電子、電器產品的原料使用。

技術領域

本發明涉及銅合金及其應用技術領域，具體涉及一種抗高溫氧化、耐鹽霧腐蝕和焊錫性能優異的鋅白銅合金，該鋅白銅合金可應用于屏蔽罩等電子、電器產品。

背景技術

近年來，隨著現代電子、通訊工業的高速發展，高屏蔽性鋅白銅的使用量在明顯增加，客戶針對屏蔽用鋅白銅的抗高溫氧化、耐鹽霧腐蝕、焊錫性能等要求越來越高，而傳統的鋅白銅屏蔽件在組裝后經過回流焊以后出現明顯的氧化、脫焊、漏焊等現象，即材料的抗氧化和焊錫性能不足，且經過5％的NaCl鹽霧氣氛8h以后出現嚴重腐蝕的現象，其腐蝕面積＞5％，根據GB/T 6461-2002《金屬基體上金屬和其他無機覆蓋層經腐蝕試驗后的試樣和試件的評級》的規定，其外觀評級RA低于4級，會嚴重影響后續制備的屏蔽件的外觀和可靠性。

目前，電子屏蔽罩材料使用的常規鋅白銅牌號為美標C7701和C7521鋅白銅，主要成分組成為Cu-Ni-Zn-Mn，但是這兩種鋅白銅的抗高溫氧化性能差(280℃下烘烤1～3min，就會出現氧化)，耐鹽霧腐蝕性能差(5％的NaCl鹽霧氣氛中4h以后就出現明顯腐蝕斑點)，焊錫性能差(245℃回流焊過后出現脫焊、漏焊的現象)，不能滿足屏蔽罩材料的使用需求。

鑒于傳統鋅白銅在電子行業屏蔽罩等使用方面的諸多缺點，本發明在其成分基礎上進行了改進，通過對Cu、Ni、Zn、Mn含量的調整，并適當添加Fe、B等其他元素，通過大量的實驗及機理研究，改善了傳統鋅白銅合金在抗高溫氧化、耐鹽霧腐蝕、焊錫性能等方面的性能，滿足了當前電子行業對屏蔽罩材料的高性能的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對當前電子屏蔽罩行業所用鋅白銅性能的不足，為改善其抗高溫氧化、耐鹽霧腐蝕、焊錫性能等性能，提供一種綜合性能優異的新型鋅白銅合金及其制備方法和應用。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種鋅白銅合金，該鋅白銅合金的重量百分比組成包括：Ni：13～25％，Zn：15～40％，Fe：0.01～0.25％，Mn：0.01～0.5％，余量為Cu和不可避免的雜質。

傳統的鋅白銅合金一般由Cu、Zn、Ni、Mn元素組成，合金的抗拉強度通常在600MPa左右，延伸率通常＞8％，雖力學性能可以滿足要求，但因其不含有增強基體顆粒物，在高溫時，普通的基體組織容易受到氧化。而本發明在Cu、Zn、Ni、Mn基體基礎上添加Fe元素，Fe與Mn元素形成FeMn化合物，該FeMn化合物的存在一方面可以提高合金的強度，另一方面作為增強顆粒物在高溫時可以耐受高溫，提高產品在回流焊過程中的耐高溫氧化能力。傳統的鋅白銅合金在280℃下烘烤，1～3min時間內就會出現氧化，而在本發明中加入Fe元素后，本發明鋅白銅合金在280℃下烘烤5～15min不氧化。

本發明合金添加Ni元素，Ni無限互溶固溶于銅基體中，提高合金強度，同時Ni在鋅白銅基體中還具有調節顏色的作用，過低的Ni含量會使銅合金基體泛淺黃色，除此之外，Ni能夠提高合金的耐蝕性能，本發明合金的耐鹽霧腐蝕性能優于傳統鋅白銅合金，其中Ni含量的控制和分布至關重要，通過試驗發現，Fe元素的添加有利于本發明合金中CuNi固溶體的均勻分布，而這種均勻分布使得合金基體整體的耐腐蝕性能更加均勻，因此可以承受比傳統鋅白銅合金更長時間的耐鹽霧腐蝕能力。本發明鋅白銅中Ni含量控制在13～25wt％。