CN105220007A

CN105220007A - 一种高强度铜铁磷合金及其生产方法

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Publication number: CN105220007A
Application number: CN201510733708.2A
Authority: CN
Inventors: 付真荣; 李岩; 叶东皇
Original assignee: Anhui Xinke New Materials Co Ltd
Current assignee: Anhui Xinke Copper Co Ltd
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明公开了一种高强度铜铁磷合金及其生产方法，配方为Fe2.1％～2.6％；P？0.015％～0.15％；Zn？0.05％～0.20％；Pb≤0.03％；Ni0.01％～0.1％；Sn？0.01％～0.1％；Cu余量。与现有技术相比，本发明在原料配方中加入微量的Sn、Ni元素在合金中起到固溶强化作用，可以提高各状态下材料的强硬度约5％～10％。在生产过程中，本发明采用低温退火的条件，一方面固溶元素Sn、Ni的原子偏聚在加工硬化后产生的位错周围，钉扎位错，提高合金强度；另一方面，低温退火使组织中形成的短程有序结构和位错间交互作用，引起合金硬化。

Description

一种高强度铜铁磷合金及其生产方法

技术领域

本发明属于铜铁磷合金制造领域，具体涉及一种高强度铜铁磷合金及其生产方法。

背景技术

铜铁磷合金C19400合金成分：Fe2.1％～2.6％；P0.015％～0.15％；Zn0.05％～0.20％；Pb0.03％；Cu余量。该合金经过铸造、热轧、冷轧、热处理、清洗、拉弯矫等工序，制成成品。

JIS标准中根据性能不同分为不同状态。通常情况下O态硬度约为90-110HV，抗拉强度330-380Mpa，导电率≥60％IACS；1/2H状态的产品硬度约为115-137HV，抗拉强度365-435Mpa，导电率≥60％IACS；H状态的产品硬度约为125-145HV，抗拉强度415-485Mpa，导电率≥60％IACS；EH状态的产品硬度约为135-150HV，抗拉强度460-505Mpa，导电率≥60％IACS；SH状态的产品硬度约为140-155HV，抗拉强度480-525Mpa，导电率≥60％IACS；ESH状态下产品硬度约为150-170HV，抗拉强度约为505-590Mpa，导电率≥60％IACS。一般该类合金制造成成品之后不再进行热处理。

但是，该类材料强硬度的提高是一个较为难解决的问题，一般情况下性能都偏向于标准范围的下限。硬度难以达到160HV以上，抗拉强度难以达到540Mpa以上，不能满足市场需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度铜铁磷合金，加入Ni元素和Sn元素，提高了铜铁磷合金的强度。

本发明还提供了一种高强度铜铁磷合金的生产方法，结合加入的Ni元素和Sn元素，控制低温退火工艺，使生产的铜铁磷合金强度提高10％～15％。

本发明提供的一种高强度铜铁磷合金，包括以下重量百分比的元素：Fe2.1％～2.6％；P0.015％～0.15％；Zn0.05％～0.20％；Pb≤0.03％；Ni0.01％～0.1％；Sn0.01％～0.1％；Cu余量。

进一步的，Ni含量为0.010％～0.050％；

进一步的，Sn含量为0.01％～0.050％。

本发明提供的一种高强度铜铁磷合金的生产方法，包括以下步骤：将原料按照配方比混合，加热、铸造，热轧、冷轧、热处理、清洗、拉弯矫、热处理，制得成品；除成品退火工艺外，其他工艺为现有工艺。成品退火工艺为：以1-5℃/min的加热速度加热到200-300℃，保温3个小时，随炉冷却，到50℃以下出炉，退火工艺保持氢气保护气氛。

优选的，加热速度为1-3℃/min；

优选的加热到温度为220-280℃。

进一步的，所述氢气保护气氛包括体积浓度75％的H₂和25％的N₂。

本发明中，在原料配方中加入微量的Sn、Ni元素在合金中起到固溶强化作用，可以提高各状态下材料的强硬度约5％～10％。在生产过程中，本发明采用低温退火的条件，一方面固溶元素Sn、Ni的原子偏聚在加工硬化后产生的位错周围，钉扎位错，提高合金强度；另一方面，低温退火使组织中形成的短程有序结构和位错间交互作用，引起合金硬化。

与现有技术相比，本发明提供的铜铁磷合金产品，在各种状态其机械性能提高约5％～10％，同时保证导电率性能，不会使产品导电率降低到60％IACS以下。

具体实施方式

实施例1

一种高强度铜铁磷合金，包括以下重量百分比的元素：Fe2.5％；P0.13％；Zn0.15％；Pb0.03％；Ni0.09％；Sn0.1％；Cu余量。

一种高强度铜铁磷合金的生产方法，包括以下步骤：将原料按照配方比混合，加热、铸造，热轧、冷轧、热处理、清洗、拉弯矫、热处理，制得成品；除成品退火工艺外，其他工艺为现有工艺。成品退火工艺为：以2℃/min的加热速度加热到200℃，保温3个小时，随炉冷却，到50℃以下出炉，退火工艺保持氢气保护气氛。

实施例2

一种高强度铜铁磷合金，包括以下重量百分比的元素：Fe2.3％；P0.15％；Zn0.2％；Pb0.02％；Ni0.04％；Sn0.06％；Cu余量。

一种高强度铜铁磷合金的生产方法，包括以下步骤：将原料按照配方比混合，加热、铸造，热轧、冷轧、热处理、清洗、拉弯矫、热处理，制得成品；除成品退火工艺外，其他工艺为现有工艺。成品退火工艺为：以3℃/min的加热速度加热到210℃，保温3个小时，随炉冷却，到50℃以下出炉，退火工艺保持氢气保护气氛。

实施例3

一种高强度铜铁磷合金，包括以下重量百分比的元素：Fe2.1％；P0.1％；Zn0.1％；Pb0.01％；Ni0.06％；Sn0.07％；Cu余量。

一种高强度铜铁磷合金的生产方法，包括以下步骤：将原料按照配方比混合，加热、铸造，热轧、冷轧、热处理、清洗、拉弯矫、热处理，制得成品；除成品退火工艺外，其他工艺为现有工艺。成品退火工艺为：以4℃/min的加热速度加热到210℃，保温3个小时，随炉冷却，到50℃以下出炉，退火工艺保持氢气保护气氛。

将实施例1-3制得的产品和传统工艺中的C19400合金的机械性能对比，结果见下表1。

Claims

1.一种高强度铜铁磷合金，其特征在于，所述高强度铜铁磷合金包括以下重量百分比的元素：Fe2.1％～2.6％；P0.015％～0.15％；Zn0.05％～0.20％；Pb≤0.03％；Ni0.01％～0.1％；Sn0.01％～0.1％；Cu余量。

2.根据权利要求1所述的高强度铜铁磷合金，其特征在于，Ni含量为0.010％～0.050％。

3.根据权利要求1或2所述的高强度铜铁磷合金，其特征在于，Sn含量为0.01％～0.050％。

4.一种权利要求1-3任一项所述的高强度铜铁磷合金的生产方法，包括以下步骤：将原料按照配方比混合，加热、铸造，热轧、冷轧、热处理、清洗、拉弯矫、热处理，制得成品；其特征在于，成品退火工艺为：以1-5℃/min的加热速度加热到200-300℃，保温3个小时，随炉冷却，到50℃以下出炉，退火工艺保持氢气保护气氛。

5.根据权利要求4所述的高强度铜铁磷合金的生产方法，其特征在于，加热速度为1-3℃/min。

6.根据权利要求4或5所述的高强度铜铁磷合金的生产方法，其特征在于，加热到为温度为220-280℃。

7.根据权利要求4或5所述的高强度铜铁磷合金的生产方法，所述氢气保护气氛包括体积浓度75％的H₂和25％的N₂。