[發明專利]一種高強度銅鐵合金熔煉工藝

在審

• 申請號: 202011032587.6
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112011701A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 芮建方
• 申請（專利權）人: 常州金方圓新材料有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C9/00
• 代理公司: 常州市華信天成專利代理事務所(普通合伙) 32294
• 代理人: 何學成

本發明屬于銅鐵合金技術領域，涉及一種高強度銅鐵合金熔煉工藝。該工藝制成的成品銅鐵合金中Fe質量分數為0.05％～0.15％、P質量分數為0.025％～0.05％，雜質質量分數0.05％～0.3％，余量為銅；操作步驟包括原料計算稱量、熔融鐵原料、混合磷原料、原料混合、熔煉液澆鑄；其中鐵原料采用銅合金C194，磷原料采用磷含量為15％的磷銅合金。該種高強度銅鐵合金熔煉工藝中，原料來源廣泛，原料組分精準，產品穩定性能好，工藝簡單，強度高。

技術領域

本發明屬于銅鐵合金技術領域，具體涉及一種高強度銅鐵合金熔煉工藝。

背景技術

鐵銅磷合金具有良好的導電導熱性能，同時兼具較高的強度、硬度、耐蝕性，帶材精度高、板型良好，用于電子工業接插件及大規模集成電路引線框架材料等。其中銅合金C194合金成分為：Fe 2.1％～2.6％、P 0.015％～0.15％、Zn 0.05％～0.2％，余量為Cu；該類鐵銅磷合金，如SH的軟化溫度僅390℃，制成的芯片在高溫焊接時引線框架容易發軟，引起框架發生形變，影響制成的集成電路性能。

而現有技術的銅合金C192合金成分為Fe 0.05％～0.15％、P 0.025％～0.04％，余量為Cu，銅合金C192銅含量不小于99.5％，相較于銅含量僅約97％銅合金C194得到了大幅度提高。現有的熔煉工藝通常采用將不同金屬單質稱重后進行加熱、鑄造等工藝加工，但在稱量時由于不同金屬、非金屬單質具有不同的性能；其中磷單質為白磷時，著火點為40℃，在空氣中不穩定轉換為紅磷時，著火點變為240攝氏度，在高壓下加熱變為黑磷，性質不穩定，不能很好確定磷與銅、鐵結合的元素組分，熔煉工藝困難，制得的產品質量穩定性差，產品性能不一。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述缺陷，本發明提供一種高強度銅鐵合金熔煉工藝，原料來源廣泛，原料組分精準，產品穩定性能好，工藝簡單。

本發明解決其技術問題采用的技術方案如下：

一種高強度銅鐵合金熔煉工藝，成品銅鐵合金中Fe質量分數為0.05％～0.15％、P質量分數為0.025％～0.05％，雜質質量分數0.05％～0.3％，余量為銅；包括如下操作步驟，

步驟S1，原料計算稱量：根據銅合金C192中鐵質量分數和磷質量分數組成，計算鐵原料和磷原料的用量，所述鐵原料采用銅合金C194，所述磷原料采用磷含量為15％的磷銅合金；

步驟S2，熔融鐵原料：向煉爐中添加鐵原料，所述煉爐充入惰性保護氣體，升溫，控制煉爐中溫度為980℃～1000℃；

步驟S3，混合磷原料：在鐵原料完全為熔融狀態后加入稱量量的磷原料，所述磷原料通過耐高溫輸送塊送入煉爐中；

步驟S4，原料混合：將煉爐溫度升溫，控制煉爐中溫度為1100℃～1150℃，直至磷原料熔融；

向煉爐中吹入惰性保護氣體，所述惰性保護氣體向熔融混合液中鼓泡；

步驟S5，熔煉液澆鑄：將混合均勻的熔煉液出爐后倒出澆鑄至模具中，冷卻成型。

該種高強度銅鐵合金熔煉時，選用的原料來源廣泛，用已形成合金的銅合金C192和含15％磷的磷銅合金，原料在使用過程中各種元素穩定，不易發生變質，產品穩定性好，一致性高；在熔煉過程中向煉爐中通入惰性保護氣體，可以避免金屬與氧氣或水接觸發生腐蝕或氧化，熔煉得到的成品銅鐵合金抗拉強度、防腐蝕強度等性能好，強度高；磷銅合金在鐵原料熔融后再進行加入，磷銅合金用量少，減少后續熔煉的時間，控溫精準，提高工作效率，提高成品品質；制得的成品銅鐵合金在高溫焊接時，作為芯片框架不會發軟，確保集成電路的性能，。

進一步的，所述成品銅鐵合金中Fe和P的質量比為3:1。將成品銅鐵合金中選用鐵的質量分數是磷質量分數的3倍，銅鐵合金作為引線框架使用時，在高溫條件下不會發生軟化，進一步提高集成電路的性能。