CN102321827B

CN102321827B - 一种高导电率低锡青铜带的制备方法

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Publication number: CN102321827B
Application number: CN201110299396.0A
Authority: CN
Inventors: 唐存国
Original assignee: Ningbo City Yinzhou Tin-Bronze Band Products Co Ltd
Current assignee: Ningbo City Yinzhou Tin-Bronze Band Products Co Ltd
Priority date: 2011-09-25
Filing date: 2011-09-25
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-09-25
Also published as: CN102321827A

Abstract

本发明提供了一种高导电率低锡青铜带的制备方法，属于冶金熔炼领域。它解决了现有的青铜带其导电率低的问题。该方法包括以下步骤：(1)按照如下质量分数配制原料：锡2.5～7.0％，磷0.08～0.25％，镍0.10～0.25％，余量为铜和杂质，且所述杂质的质量分数小于0.15％；在熔化炉中将配好的原料熔化，熔化炉内原料温度为1180～1240℃；(2)利用所述原料进行熔铸，熔铸温度为1140～1200℃，得到青铜带卷坯；(3)对所述青铜带卷坯进行铣面，然后进行粗轧开坯，得到青铜带卷；(4)对所述青铜带卷中间退火，退火温度为520～630℃，保温4.5～6小时，然后依次进行酸洗、中轧、低温热处理、表面清洗钝化，最后拉弯矫得到高导电率低锡青铜带成品。本方法制得的青铜带具有导电率高、机械性能好的优点。

Description

一种高导电率低锡青铜带的制备方法

技术领域

本发明属于冶金熔炼领域，涉及一种青铜带的制备方法，特别是一种高导电率低锡青铜带的制备方法。

背景技术

对电子行业来说，通常希望青铜带具有较高的导电率，以便于制作电气触点、引线框架等。而常用的锡青铜其锡的质量分数通常在3.5～9.0％之间，虽然具有较高的强度、弹性和良好的塑性，但是导电率只有8～17％之间。而要满足电子行业的要求，导电率通常要达到27％以上，也即相当于H70黄铜的导电率。已知H70黄铜的成分中铜占68.5～71.5％，余下为锌及杂质如铅、铁等，且杂质的质量分数小于0.3％。但是如果减小锡青铜中的锡含量以提高电导率，会造成机械强度下降的问题。因此，要提高导电率又要保证抗拉强度基本等于或接近于QSn4-0.3的锡青铜带，必须从成分和工艺两方面提出改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高导电率低锡青铜带的制备方法，使得制得的青铜带即具有较高的导电率，又能满足抗拉强度的要求。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高导电率低锡青铜带的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照如下质量分数配制原料：锡2.5～7.0％，磷0.08～0.25％，镍0.10～0.25％，余量为铜和包括质量分数小于0.1％铁的杂质，且所述杂质的质量分数小于0.15％；在熔化炉中将配好的原料熔化，熔化炉内原料温度为1180～1240℃；

(2)利用所述原料进行熔铸，熔铸温度为1140～1200℃，得到青铜带卷坯；

(3)对所述青铜带卷坯进行铣面，然后进行粗轧开坯，得到青铜带卷；

(4)对所述青铜带卷中间退火，退火温度为520～630℃，保温4.5～6小时，然后依次进行酸洗、中轧、低温热处理、表面清洗钝化，最后拉弯矫直后得到高导电率低锡青铜带成品。

现有技术中，铜中的合金添加剂可以增加其强度而降低其导电性.铁和磷是对导电性影响最大的两种添加剂，只要有0.1％的固溶体添加剂，电导率就会下降50％，但是在铜中的铁和磷会形成Fe2P沉淀，由于Fe2P具有良好的关系而加大地改善了导电性。

本发明步骤(1)中采用的青铜带原料配比采用质量分数为0.08～0.25％的磷和杂质中的铁形成Fe2P沉淀不仅改善了青铜的机械强度，而其导电率又下降不多，但是在青铜中添加少量的铁和磷所增加的强度不能满足许多应用领域的要求，而本发明通过增加锡和镍使青铜产品的强度得到进一步的提高，锡是用来增加铜强度的最好添加剂之一，通过对青铜晶粒的控制来改善强度，但是锡添加过多，质量分数超过7.0％后，将大大影响青铜的导电性，所以本发明将锡的质量分数控制在2.5～7.0％，再合理控制青铜合金熔铸和最后处理工艺，从而得到机械性能好，导电性高的青铜产品。其中杂质包括铝、硅、铁、铅、锑等，其中铅的质量分数小于0.02％，铁的质量分数小于0.1％。

步骤(2)熔铸前的步骤为：现将Cu+Ni熔炼，然后加Sn静置，最后浇注，先将Cu和Ni加热到1180～1240℃，使Ni充分溶解，再降温至1140～1200℃加入Sn，静止一段时间后熔铸。

步骤(4)中通过对铸态合金在520～630℃退火，然后快速冷却，改变了合金的晶相，使合金的韧性增加；同时合金的晶相中产生固溶强化，因此经过本发明的退火热处理的青铜合金强度获得大幅度提高。

在上述的高导电率低锡青铜带的制备方法中，作为优选，步骤(1)中所述的原料的质量分数为：锡2.0～3.0％，磷0.1～0.2％，镍0.15～0.20％，余量为铜和包括质量分数小于0.1％铁的杂质。

在上述的高导电率低锡青铜带的制备方法中，所述杂质中包括质量分数小于0.02％的铅和质量分数小于0.05％的铁。

在上述的高导电率低锡青铜带的制备方法中，所述步骤(1)、步骤(2)之间还包括步骤(20)：

将步骤(1)得到的原料搅拌、捞渣、取样分析并调整成分，成分符合要求后将其转入保温炉内，所述保温炉内原料的温度为1140～1200℃。

在上述的高导电率低锡青铜带的制备方法中，所述步骤(20)中的取样分析采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析。

在上述的高导电率低锡青铜带的制备方法中，步骤(2)中的熔铸工艺采用水平连铸，其工艺参数为拉12.8～14.8mm、停2.5～3.2s、反推1.6～3.2mm，铸造速度为160～190mm/min，青铜带卷坯出口温度380～450℃。

在上述的高导电率低锡青铜带的制备方法中，所述步骤(2)得到的青铜带卷坯厚度为14.0～16.5mm，所述步骤(3)得到的青铜带卷厚度为5.6～9.2mm，所述步骤(4)得到的青铜带成品厚度为0.06～1.2mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过减少锡含量来提高导电率，同时通过添加微量镍，解决了锡含量减少后降低机械强度的问题，从而满足电子行业对导电率和机械强度的双向要求，抗拉强度大于540MPa。

2、本发明通过各个工艺配合解决了现有技术中冷加工会降低导电率的问题，导电率达到28％以上。

3、采用本发明的方法制备的高导电率低锡青铜带用于制作电子电器接插件，降低了锡的用量，成本较低。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

先配制原料，各成分质量分数分别为锡2.0～3.0％，磷0.1～0.2％，镍0.15～0.20％，杂质＜0.15％，其它的为铜。这里的杂质包括铝、硅、铁、铅、锑等，其中铅的质量分数小于0.02％，铁的质量分数小于0.05％。

将配好的原料放入熔化炉，在大气中将熔化炉升温至1200～1220℃。

然后利用保温后的原料进行熔铸，熔铸工艺采用水平连铸，铸造温度为1160～1180，其工艺参数为拉12.8～14.8mm、停2.5～3.2s、反推1.6～3.2mm，铸造速度为160～190mm/min，得到青铜带卷坯，且带卷坯出口温度380～400℃，厚度为14.0mm。

然后将上述带卷坯采用离线铣面机进行铣面，每面铣去0.6mm。然后用可逆粗轧机进行粗轧，使上述带卷坯变成5.6～7.2mm的青铜带卷。而后将青铜带卷放入钟罩炉内进行520～560℃，保温5小时的中间退火。退火后，在脱脂酸洗线上进行酸洗，在中精轧机上进行中轧至0.06～1.2mm，再在钟罩炉内进行230℃，3小时的低温热处理，再在脱脂酸洗钝化线上进行表面钝化，最后拉弯矫直后进行力学性能和成品质量检验，即得到高导电率低锡青铜带成品。

实施例2

先配制原料，各成分质量分数分别为锡3.5～6.0％，磷0.08～0.15％，镍0.20～0.25％，杂质＜0.15％，其它的为铜。这里的杂质包括铝、硅、铁、铅、锑等，其中铅的质量分数小于0.02％，铁的质量分数小于0.1％。

将配好的原料放入熔化炉，在大气中将熔化炉升温至1220～1240℃；然后将原料搅拌捞渣后，采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析，分析得出原料的各成分配比不合适后需要添加原材料重新调整成分，直到成分符合配方比例要求后将其转入保温炉内。保温炉内的原料温度为1180～1200℃，保温时间2～3小时。

然后利用保温后的原料进行熔铸，熔铸工艺采用水平连铸，铸造温度为1180～1200℃，其工艺参数为拉12.8～14.8mm、停2.5～3.2s、反推1.6～3.2mm，铸造速度为160～190mm/min，得到青铜带卷坯，且带卷坯出口温度400～450℃，厚度为16.5mm。

然后将上述带卷坯采用离线铣面机进行铣面，每面铣去0.5mm。然后用可逆粗轧机进行粗轧，使上述带卷坯变成7.2～9.2mm的青铜带卷。而后将青铜带卷放入钟罩炉内进行560～620℃，保温4.5小时的中间退火。退火后，在脱脂酸洗线上进行酸洗，在中精轧机上进行中轧至0.06～1.2mm，再在钟罩炉内进行230℃，3小时的低温热处理，再在脱脂酸洗钝化线上进行表面钝化，最后拉弯矫直后进行力学性能和成品质量检验，即得到高导电率低锡青铜带成品。

实施例3

先配制原料，各成分质量分数分别为锡1.5～3.0％，磷0.2～0.25％，镍0.15～0.20％，杂质＜0.15％，其它的为铜。这里的杂质包括铝、硅、铁、铅、锑等，其中铅的质量分数小于0.02％，铁的质量分数小于0.1％。

将配好的原料放入熔化炉，在大气中将熔化炉升温至1180～1200℃。

然后利用保温后的原料进行熔铸，熔铸工艺采用水平连铸，铸造温度为1140～1160℃，其工艺参数为拉12.8～14.8mm、停2.5～3.2s、反推1.6～3.2mm，铸造速度为160～190mm/min，得到青铜带卷坯，且带卷坯出口温度380～420℃，厚度为14.0mm。

然后将上述带卷坯采用离线铣面机进行铣面，每面铣去0.6mm。然后用可逆粗轧机进行粗轧，使上述带卷坯变成5.6～7.2mm的青铜带卷。而后将青铜带卷放入钟罩炉内进行600～620℃，保温4.5小时的中间退火。退火后，在脱脂酸洗线上进行酸洗，在中精轧机上进行中轧至0.06～1.2mm，再在钟罩炉内进行230℃，3小时的低温热处理，再在脱脂酸洗钝化线上进行表面钝化，最后拉弯矫直后进行力学性能和成品质量检验，即得到高导电率低锡青铜带成品。

表1：本发明制备的青铜带成品机械性能和导电性能

从表1可以看出本发明通过添加微量镍，解决了锡含量减少后降低机械强度的问题，使抗拉强度达到540MPa。同时，通过冷加工率与退火工艺的配合，解决了冷加工提高抗拉强度但是降低导电率的矛盾，使导电率能达到28％以上，从而满足了电子行业对青铜带的机械强度和导电率上的双项要求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了原料、熔铸、带卷等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种高导电率低锡青铜带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照如下质量分数配制原料：锡2.0～3.0％，磷0.1～0.2％，镍0.15～0.20％，余量为铜和包括质量分数小于0.1％铁的杂质，所述杂质的质量分数小于0.15％；在熔化炉中将配好的原料熔化，熔化炉内原料温度为1180～1240℃；将步骤(1)得到的原料搅拌、捞渣、取样分析并调整成分，成分符合要求后将其转入保温炉内，所述保温炉内原料的温度为1140～1200℃，其中，取样分析采用可逐层分析的直读光谱分析仪进行分析；

(2)利用所述原料进行熔铸，熔铸温度为1140～1200℃，得到厚度为14.0～16.5mm的青铜带卷坯，其中，熔铸工艺采用水平连铸，其工艺参数为拉12.8～14.8mm、停2.5～3.2s、反推1.6～3.2mm，铸造速度为160～190mm/min，青铜带卷坯出口温度380～450℃；

(3)对所述青铜带卷坯进行铣面，然后进行粗轧开坯，得到厚度为5.6～9.2mm的青铜带卷；

(4)对所述青铜带卷中间退火，退火温度为520～630℃，保温4.5～6小时，然后依次进行酸洗、中轧、低温热处理、表面清洗钝化、最后拉弯矫直后得到厚度为0.06～1.2mm的高导电率低锡青铜带成品。