CN101191165A - 一种铜基合金及其制备方法 - Google Patents

一种铜基合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101191165A
CN101191165A CNA2006101440023A CN200610144002A CN101191165A CN 101191165 A CN101191165 A CN 101191165A CN A2006101440023 A CNA2006101440023 A CN A2006101440023A CN 200610144002 A CN200610144002 A CN 200610144002A CN 101191165 A CN101191165 A CN 101191165A
Authority
CN
China
Prior art keywords
base alloy
copper base
copper
alloy
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101440023A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100584975C (zh
Inventor
王欣平
杨亚卓
李宏
孙秀霞
廖赞
王彬
张晓辉
何金江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Youyan Yijin New Material Co., Ltd.
Original Assignee
YOUYAN YIJIN NEW MATERIAL CO Ltd
Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YOUYAN YIJIN NEW MATERIAL CO Ltd, Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals filed Critical YOUYAN YIJIN NEW MATERIAL CO Ltd
Priority to CN200610144002A priority Critical patent/CN100584975C/zh
Publication of CN101191165A publication Critical patent/CN101191165A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100584975C publication Critical patent/CN100584975C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铜基合金及其制备方法。该铜基合金的化学成分及重量百分比为：镍14.0～30.0％，锰14.0～30.0％，铁1.0～8.0％；其余为铜；并且Al＜0.002％，Pb＜0.002％，Sb＜0.002％，Bi＜0.002％，P＜0.01％，其余为铜。经熔炼及热机械处理后，制备出性能优良的铜基合金，其微观结构可控制为小于50μm的近等轴晶粒。该合金具有时效强化效应，冷变形后时效进行室温拉伸时的断裂强度σb最高达到1480MPa、延伸率δ5最高达到6％、维氏硬度Hv最高达到470；在400℃高温拉伸时的断裂强度σb最高达到1100MPa、延伸率δ5最高达到6％。

Description

一种铜基合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铜基合金及其制备方法，具体地说是一种高强度、高弹性、热稳定性良好的铜基合金及其制备方法。
背景技术
铜及其合金凭借着良好的导热、导电、耐腐蚀性及高塑性、耐磨性，被广泛的应用于电气、电工、化工、轻工、机械制造、交通运输、电子通讯等行业。
在铜基弹性材料中铍铜是最具代表性的一种。但是，铍铜合金在工业生产和应用中仍存在以下严重缺点：首先，由于铍引起的工业污染，给人体和生态造成了极大的危害，使得该合金的生产和使用日趋受到限制；其次，因为在工业生产中，必须先炼制中间合金再制备成铍铜合金，因此成本较昂贵；再次，热处理工艺对铍铜合金性能的影响非常敏感，所以操作困难、性能不易保证，常出现成品率低的现象；并且，在大于150℃的较高温度使用时，铍铜合金会产生严重失弹，因而不能满足材料的设计要求。所以，对铍铜合金，目前的发展趋势是在保持其原有优异性的同时减少合金中的含铍量，另外就是寻找完全不含铍的其它新型铜基合金。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有高强度、高弹性、热稳定性良好的铜基合金。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种铜基合金，其特征在于：所述铜基合金的化学成分及重量百分比分别为：镍14.0～30.0％，锰14.0～30.0％，铁1.0～8.0％；其余为铜。
一种优选技术方案，其特征在于：所述杂质成分及重量百分比包括：铝＜0.002％，铅＜0.002％，锑＜0.002％，铋＜0.002％，磷＜0.01％。
一种优选技术方案，其特征在于：所述铜基合金具有如下力学性能：室温拉伸时断裂强度σb最高达到1480MPa、延伸率δ5最高达到6％、维氏硬度Hv最高达到470；在400℃高温拉伸时的断裂强度σb最高达到1100MPa、延伸率δ5最高达到6％。
一种优选技术方案，其特征在于：所述铜基合金的微观结构为小于50μm的近等轴晶粒。
本发明的目的另一是提供上述铜基合金的制备方法。
本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：
上述铜基合金的制造方法，其步骤如下：
(1)采用常规熔炼方法，在1200～1300℃温度下，按比例取市售的铜、镍、锰、铁纯金属或中间合金进行熔炼，并在1100℃温度下浇注；
(2)将步骤(1)铸锭先进行热轧或热锻开坯，温度为700～900℃，最佳为750-850℃，热加工后快速冷却至室温；
(3)将步骤(2)板材进行冷轧，冷轧时的变形量控制在20～60％；根据产品厚度要求，可增加中间退火，退火温度为650～800℃，时间40min～2h；退火后快速冷却至室温，一般需要2-4个退火周期。
一种优选技术方案，其特征在于：热轧或热锻开坯后，，对铜基合金进行时效处理，温度控制在380～480℃，最佳温度为400～450℃，时间为24～60h。
一种优选技术方案，其特征在于：冷轧后，对铜基合金进行时效处理，温度控制在380～450℃，最佳温度为400～450℃，时间为8～24h。
一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(1)中的熔炼温度为1200～1300℃。
一种优选技术方案，其特征在于：所述步骤(2)中的热轧或热锻开坯的最佳温度为750～850℃。
本发明具有以下优点：
(1)性能优良。本发明制备的四元铜基合金，具有优良的微观结构，可控制为小于50μm均匀分布的近等轴晶粒；组织决定了该本发明材料具有较高的室温抗拉强度和延伸率，并且具有良好高温热稳定性，可以在400℃温度下工作。
(2)制备简单无污染。本发明材料与现用铍铜材料相比要环保、安全许多，并且对熔炼及热处理工艺的要求宽松，可进行成批量大规模生产。
(3)应用性强。因为本发明的铜基合金具有高强度、高弹性及良好的热稳定性，所以这种材料对仪器仪表、弹性元件、导电传热元件等行业发展具有重要价值。
本发明提供的铜基合金作为铍铜合金的取代材料之所以具有上述优点，是因为铜与镍在元素周期表中位置相近，半径相差很小，并同为面心立方结构，所以镍在铜中能够无限固溶，从而起到固溶强化的作用。铜中加入镍就是俗称的白铜。铜中加入高熔点的元素时，该元素在结晶过程中将作为非自发结晶形核的结晶前沿，所以此类元素有细化晶粒的作用。铁的熔点为1537℃，铜的熔点为1083℃，铁作为添加元素可细化结晶组织，并进一步提高合金的力学性能。锰作为合金元素添加到白铜中，不仅可起到固溶强化的作用，还可析出锰镍强化相，同时锰的加入有助于铁对合金的细化作用，提高合金的机械性能。并且，镍、锰含量对铜基合金的强度及加工性能也有显著影响，当镍、锰含量小于14wt％时合金的时效强化效果下降、强度及抗应力腐蚀性也降低；当含量大于30wt％时，铜基合金的加工成形性变差。
下面通过附图和实施例对本发明进行详细说明。应该理解的是，所述的实施例仅仅涉及本发明的优选实施方案，在不脱离本发明的精神和范围情况下，各种成分及含量的变化和改进都是可能的。
附图说明
图1是本发明铜基合金的热加工后时效的金相显微组织照片。
图2是本发明铜基合金的冷加工后时效的金相显微组织照片。
具体实施方式
实施例1
1、材料熔炼
将市售的电解铜530克、镍210克、锰210克及铁50克进行配料，在真空感应炉中进行熔炼。熔炼温度为1250℃，钢模浇注，浇注温度1100℃。
2、热机械处理
工艺一：先将铸锭在850℃进行热锻开坯，750℃退火1.5h，之后快速冷却至室温；进行时效处理，时效温度为420℃，时间48h。
工艺二：先将铸锭在850℃进行热锻开坯，750℃退火1.5h，之后快速冷却至室温；进行冷轧，冷轧变形量为30％。冷轧后进行时效处理，时效温度为420℃，时间16h。
工艺三：先将铸锭在850℃进行热锻开坯，750℃退火1.5h，之后快速冷却至室温；进行冷轧，冷轧变形量为50％。冷轧后进行时效处理，时效温度为420℃，时间8h。
采用电感等离子发射光谱(ICP)进行合金元素及杂质含量分析，见表1：
表1.合金的杂质化学成分
  元素   Al   Pb   Sb   Bi   P
  不大于wt％ 0.002 0.002 0.002 0.002 0.01
3、合金的显微组织及力学性能
对时效后的合金样品进行金相显微组织观察，先研磨抛光再进行化学腐蚀，腐蚀液为氯化铁酒精溶液，腐蚀后的样品置于金相显微镜下观察照相，放大倍数200倍，其显微组织照片如图1(热机械处理工艺1)、图2(热机械处理工艺3)所示。该合金的微观结构为近等轴晶粒，平均晶粒尺寸小于50μm。
按照GB-T228-2002金属材料拉伸试验方法对合金进行了拉伸试验，按照GB/T4340.1-1999金属维氏硬度试验对合金进行了硬度试验其力学性能见表2。
表2.合金的力学性能
Figure A20061014400200071
实施例2
1、材料熔炼
将市售的电解铜550克、镍300克、锰140克及铁10克进行配料，在真空感应炉中进行熔炼。熔炼温度为1300℃，钢模浇注，浇注温度1150℃。
2、热机械处理
先将铸锭在750℃进行热轧，650℃退火2h，之后快速冷却至室温；进行冷轧，冷轧变形量为60％。冷轧后进行时效处理，时效温度为400℃，时间8h。
采用电感等离子发射光谱(ICP)进行合金元素及杂质含量分析，见表3。
表3.合金的杂质化学成分
  元素   Al   Pb   Sb   Bi   P
  不大于wt％ 0.002 0.002 0.002 0.002 0.01
3、合金的显微组织及力学性能
合金的显微组织同于实施例1。
按照GB-T228-2002金属材料拉伸试验方法对合金进行了拉伸试验，按GB/T4340.1-1999金属维氏硬度试验对合金进行了硬度试验其力学性能见表4。
表4.合金的力学性能
Figure A20061014400200081
实施例3
1、材料熔炼
将市售的电解铜480克、镍140克、锰300克及铁80克进行配料，在真空感应炉中进行熔炼。熔炼温度为1250℃，钢模浇注，浇注温度1100℃。
2、热机械处理
先将铸锭在900℃进行热锻开坯，800℃退火40min，之后快速冷却至室温；进行冷轧，冷轧变形量为20％。冷轧后进行时效处理，时效温度为450℃，时间24h。
采用电感等离子发射光谱(ICP)进行合金元素及杂质含量分析，见表5。
表5.合金的杂质化学成分
  元素   Al   Pb   Sb   Bi   P
  不大于wt％ 0.002 0.002 0.002 0.002 0.01
3、合金的显微组织及力学性能
合金的显微组织同于实施例1。
按照GB-T228-2002金属材料拉伸试验方法对合金进行了拉伸试验，按照GB/T4340.1-1999金属维氏硬度试验对合金进行了硬度试验其力学性能见表6。
表6.合金的力学性能
Figure A20061014400200091
实施例4
1、材料熔炼
将市售的电解铜480克、镍140克、锰300克及铁80克进行配料，在真空感应炉中进行熔炼。熔炼温度为1200℃，钢模浇注，浇注温度1100℃。
2、热机械处理
先将铸锭在700℃进行热锻开坯，800℃退火40min，之后快速冷却至室温；进行冷轧，冷轧变形量为50％。冷轧后进行时效处理，时效温度为450℃，时间24h。
采用电感等离子发射光谱(ICP)进行合金元素及杂质含量分析，见表5。
表5.合金的杂质化学成分
  元素   Al   Pb   Sb   Bi   P
  不大于wt％ 0.002 0.002 0.002 0.002 0.01
3、合金的显微组织及力学性能
合金的显微组织同于实施例1。
按照GB-T228-2002金属材料拉伸试验方法对合金进行了拉伸试验，按照GB/T4340.1-1999金属维氏硬度试验对合金进行了硬度试验其力学性能见表6。
表6.合金的力学性能
Figure A20061014400200101

Claims (10)

1.一种铜基合金，其特征在于：所述铜基合金的化学成分及重量百分比分别为：镍14.0～30.0％，锰14.0～30.0％，铁1.0～8.0％；其余为铜。
2.根据权利要求1所述的铜基合金，其特征在于：所述杂质成分及重量百分比包括：铝＜0.002％，铅＜0.002％，锑＜0.002％，铋＜0.002％，磷＜0.01％。
3.根据权利要求1所述的铜基合金，其特征在于：所述铜基合金具有如下力学性能：室温拉伸时断裂强度σb最高达到1480MPa、延伸率δ5最高达到6％、维氏硬度Hv最高达到470；在400℃高温拉伸时的断裂强度σb最高达到1100MPa、延伸率δ5最高达到6％。
4.根据权利要求1中所述的铜基合金，其特征在于：所述铜基合金的微观结构为小于50μm的近等轴晶粒。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的铜基合金的制造方法，其步骤如下：
(1)采用常规熔炼方法，在1200～1300℃温度下，按比例取市售的铜、镍、锰、铁纯金属或中间合金进行熔炼，并在1100℃温度下浇注；
(2)将步骤(1)所得铸锭先进行热轧或热锻开坯，温度为700～900℃，之后快速冷却至室温；
(3)将步骤(2)所得的热加工板材进行冷轧，冷轧时的变形量控制在20～60％。
6.根据权利要求5所述的铜基合金的制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述冷轧后，增加中间退火，退火温度为650～800℃，时间40min～2h；退火后应快速冷却至室温。
7.根据权利要求6所述的铜基合金的制造方法，其特征在于：所述中间退火循环进行2-4个退火周期。
8.根据权利要求5所述的铜基合金的制造方法，其特征在于：在步骤(2)所述的热轧或热锻开坯后，对铜基合金进行时效处理，温度控制在380～480℃，时间为24～60h。
9.根据权利要求5所述的铜基合金的制造方法，其特征在于：在步骤(3)所述的冷轧后，对铜基合金进行时效处理，温度控制在380～480℃，时间为8～24h。
10.根据权利要求5所述的铜基合金的制造方法，所述步骤(1)中的熔炼温度为1200～1300℃；所述步骤(2)中的热轧或热锻开坯的温度为750～850℃。
CN200610144002A 2006-11-23 2006-11-23 一种铜基合金及其制备方法 Active CN100584975C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200610144002A CN100584975C (zh) 2006-11-23 2006-11-23 一种铜基合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200610144002A CN100584975C (zh) 2006-11-23 2006-11-23 一种铜基合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101191165A true CN101191165A (zh) 2008-06-04
CN100584975C CN100584975C (zh) 2010-01-27

Family

ID=39486365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200610144002A Active CN100584975C (zh) 2006-11-23 2006-11-23 一种铜基合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100584975C (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102695811A (zh) * 2009-12-02 2012-09-26 古河电气工业株式会社 铜合金板材及其制造方法
CN102994965A (zh) * 2011-09-13 2013-03-27 核工业西南物理研究院 大面积柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机
CN104614215A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 中国船舶重工集团公司第十二研究所 高锰铝青铜标准物质及其制备方法
CN106636733A (zh) * 2016-10-12 2017-05-10 佛山迅拓奥科技有限公司 一种耐腐蚀耐磨铜锰合金靶材及其制备方法
CN106916996A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 北京有色金属研究总院 一种低温超高韧耐磨铜合金及其制备方法
CN108757791A (zh) * 2018-06-22 2018-11-06 苏州斯洁科电子有限公司 一种高性能电接触用弹簧片
CN111057901A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 比亚迪股份有限公司 压铸铜合金及其制备方法和应用以及压铸铜合金复合塑料产品
CN111057902A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 比亚迪股份有限公司 压铸铜合金及其制备方法和应用以及压铸铜合金复合塑料产品
CN111971405A (zh) * 2018-06-20 2020-11-20 古河电气工业株式会社 电阻器用电阻材料及其制造方法以及电阻器
JP7167385B1 (ja) * 2021-06-28 2022-11-08 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器
WO2023276906A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器
WO2023276904A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102695811B (zh) * 2009-12-02 2014-04-02 古河电气工业株式会社 铜合金板材及其制造方法
CN102695811A (zh) * 2009-12-02 2012-09-26 古河电气工业株式会社 铜合金板材及其制造方法
CN102994965A (zh) * 2011-09-13 2013-03-27 核工业西南物理研究院 大面积柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机
CN102994965B (zh) * 2011-09-13 2014-10-01 核工业西南物理研究院 大面积柔性基材磁控溅射卷绕镀膜机
CN104614215A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 中国船舶重工集团公司第十二研究所 高锰铝青铜标准物质及其制备方法
CN104614215B (zh) * 2015-01-30 2017-06-16 中国船舶重工集团公司第十二研究所 高锰铝青铜标准物质及其制备方法
CN106916996B (zh) * 2015-12-28 2019-02-05 北京有色金属研究总院 一种低温超高韧耐磨铜合金及其制备方法
CN106916996A (zh) * 2015-12-28 2017-07-04 北京有色金属研究总院 一种低温超高韧耐磨铜合金及其制备方法
CN106636733B (zh) * 2016-10-12 2019-04-26 科美（广州）电子材料有限公司 一种耐腐蚀耐磨铜锰合金靶材及其制备方法
CN106636733A (zh) * 2016-10-12 2017-05-10 佛山迅拓奥科技有限公司 一种耐腐蚀耐磨铜锰合金靶材及其制备方法
CN111971405A (zh) * 2018-06-20 2020-11-20 古河电气工业株式会社 电阻器用电阻材料及其制造方法以及电阻器
CN111971405B (zh) * 2018-06-20 2021-11-12 古河电气工业株式会社 电阻器用电阻材料及其制造方法以及电阻器
CN108757791A (zh) * 2018-06-22 2018-11-06 苏州斯洁科电子有限公司 一种高性能电接触用弹簧片
CN111057901A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 比亚迪股份有限公司 压铸铜合金及其制备方法和应用以及压铸铜合金复合塑料产品
CN111057902A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 比亚迪股份有限公司 压铸铜合金及其制备方法和应用以及压铸铜合金复合塑料产品
CN111057901B (zh) * 2018-10-16 2021-09-03 比亚迪股份有限公司 压铸铜合金及其制备方法和应用以及压铸铜合金复合塑料产品
CN111057902B (zh) * 2018-10-16 2021-09-03 比亚迪股份有限公司 压铸铜合金及其制备方法和应用以及压铸铜合金复合塑料产品
JP7167385B1 (ja) * 2021-06-28 2022-11-08 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器
WO2023276906A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器
WO2023276904A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器
JP7214930B1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-30 古河電気工業株式会社 銅合金材ならびにそれを用いた抵抗器用抵抗材料および抵抗器

Also Published As

Publication number Publication date
CN100584975C (zh) 2010-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100584975C (zh) 一种铜基合金及其制备方法
CN108149062B (zh) 一种超高强高导电性铜合金及其制备方法
CN106636734B (zh) 高强度、高导电、高抗应力松弛铜合金弹性材料及其制备方法
CN101821416A (zh) Cu合金材料
CN109266901B (zh) 一种Cu15Ni8Sn高强耐磨合金杆/丝的制备方法
CN102899525B (zh) 一种高强高韧耐磨复杂黄铜及其制造方法
CN106399748A (zh) 一种新型引线框架用的铜镍硅系合金材料及其制备方法
CN101423906A (zh) 高弹性高导电无铍铜合金材料及加工工艺
CN101899632A (zh) 一种3003铝合金深冲圆片的生产方法
CN104328324A (zh) 一种铁镍基合金管的生产工艺
JP2011046995A (ja) プレス成形性に優れるチタン合金薄板およびその製造方法ならびに熱交換器用チタン合金薄板
CN109487116A (zh) 适用于导电弹性元器件的高强钛铜合金带材及制备方法
CN105177395A (zh) 一种镍铜合金的制造工艺
CN105369077A (zh) 一种铝合金导体材料及其制备方法
CN111979446A (zh) 一种用于制造棒线材的碲铍铜合金及其制备方法
CN106319280B (zh) Cu‑Ti‑Cr‑Zr高性能铜基弹性合金及其制造方法
CN113106286B (zh) 一种5g通信用高导电铍铜合金棒及其制备工艺
CN114855026A (zh) 一种高性能析出强化型铜合金及其制备方法
CN107974574B (zh) 一种耐应力松弛的复杂黄铜合金及其制备方法
CN108531756A (zh) 一种提高黄铜材料抗拉强度和晶粒细化的生产工艺
CN102485925A (zh) 一种铜镍锡合金及其线材的制备方法
CN113322396B (zh) 综合力学性能优异的铜镍基中熵合金及其制备方法
US3287180A (en) Method of fabricating copper base alloy
CN107619964B (zh) 一种高导电铜银锡铬合金板带材及其制备加工方法
CN106167863B (zh) 一种低铍铝合金及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: YOUYAN YIJIN NEW MATERIAL CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: BEIJING CENTRAL INST.OF THE NONFERROUS METAL

Effective date: 20130802

Free format text: FORMER OWNER: YOUYAN YIJIN NEW MATERIAL CO., LTD.

Effective date: 20130802

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130802

Address after: 100088, 2, Xinjie street, Beijing

Patentee after: Youyan Yijin New Material Co., Ltd.

Address before: 100088, 2, Xinjie street, Beijing

Patentee before: General Research Institute for Nonferrous Metals

Patentee before: Youyan Yijin New Material Co., Ltd.