CN110157945B - 一种抗软化的铜合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗软化的铜合金，该铜合金的重量百分比组成为：5.01～15.0wt%的Zn，0.1～2.0wt%的Sn，0.01～2.0wt%的Ni，0.01～1.0wt%的Si，0.001～1.5wt%的Cr，余量为Cu和不可避免的杂质。本发明以Cu‑Zn‑Sn为基体，添加Ni、Si、Cr等元素，通过固溶强化与时效强化相结合，获得一种屈服强度≥550MPa、导电率≥30%IACS、弯曲加工性能优良且抗高温软化温度≥450℃的铜合金材料，可满足不断发展的电子电气行业对合金材料的需求。本发明可解决多种废料利用问题，包括锡磷青铜、铜镍硅合金、黄铜等镀锡废料，有利于减少环境负担，降低合金制备成本，促进废料的循环利用。

Description

一种抗软化的铜合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及铜合金及其制备技术领域，具体涉及一种抗软化的铜合金及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着电子产业的发展，各种电子设备向小型化、薄型化和轻量化发展，而重量减轻和其中所使用装置的高度集成促使了电子部件的小型化、轻量、高性能化。与此同时，也对结构零件的性能提出了更高要求，要求制备零件所用材料满足强度、导电、折弯等性能要求，更重要的是，随着电子部件的小型化和集中化，伴随的发热问题更是不能忽视，因此抗软化性能的提高对于今后电子设备的发展具有重要意义。

目前市场上在电气、电子等行业使用较多的铜合金材料有普通黄铜、磷青铜、C42500、铍青铜、铜镍硅合金。其中普通黄铜强度＜500MPa，导电率≤25％IACS，抗软化温度为300℃，其综合性能不足，难以适用于对材料各方面性能都有较高要求的领域。磷青铜在弹性、可加工性、冲压性等性能上具有较多优势，但是磷青铜的导电率≤20％IACS，抗软化温度为330℃，热加工性能差，同时磷青铜中添加的Sn含量较高，而Sn价格昂贵，提高了材料成本，因此这些不足使磷青铜的使用受到一定限定。C42500材料强度在500MPa左右，导电率≤30％IACS，抗软化温度在350℃左右，该材料应用领域有限。铍青铜生产过程中容易产生剧毒物质，且价格昂贵，因此一般仅应用于某些对弹性、强度要求较高的军工领域。铜镍硅合金作为一种时效析出强化型合金，以替代铍青铜而开发，但其成本大幅度高于磷青铜，通常应用于要求强度≥650MPa、导电率≥40％IACS的高端连接器领域。因此，这些现有的铜合金材料都在一定程度上不能满足趋于小型化、环保而具有经济性的电子电气部件的要求，开发一款满足设计需求，同时在成本上具有优势的铜合金材料具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种以Cu-Zn-Sn为基体，添加Ni、Si、Cr等元素，通过固溶强化与时效强化相结合，获得一种屈服强度≥550MPa、导电率≥30％IACS、弯曲加工性能优良且抗软化性能优异的铜合金材料，可满足不断发展的电子电气行业对合金材料的需求。本发明可解决多种废料利用问题，包括锡磷青铜、铜镍硅合金、黄铜等镀锡废料，有利于减少环境负担，降低合金制备成本，促进废料的循环利用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种抗软化的铜合金，该铜合金的重量百分比组成为：5.01～15.0wt％的Zn，0.1～2.0wt％的Sn，0.01～2.0wt％的Ni，0.01～1.0wt％的Si，0.001～1.5wt％的Cr，余量为Cu和不可避免的杂质。

本发明铜合金中添加有5.01～15.0wt％的Zn。Zn在铜基体中有较大固溶度，固溶于铜基体中时可以提高合金的强度，促进冷加工过程中的加工硬化效果，此外Zn还可以改善合金的铸造性能、焊接性能及提高镀层的耐剥离性能。但是，当Zn含量大于15wt％时，其对本发明铜合金导电性的不良影响大幅增强；而当Zn含量小于5.01wt％时，Zn对本发明铜合金加工硬化的促进效果不好。因此，本发明将Zn的含量控制在5.01～15.0wt％，进一步优选为6.5～13.0wt％。

本发明铜合金中添加有0.1～2.0wt％的Sn。Sn在铜合金中以固溶形式存在，引起晶格畸变，从而对合金强度具有明显的提升作用。Sn元素的加入使合金在后续加工过程中有更好的加工硬化效果。Sn还可以增加合金的热稳定性，进一步提高合金的耐应力松弛性能，同时Sn还可以增加合金的耐腐蚀性能，提高后续制备的连接器等下游产品在潮湿、腐蚀介质中性能的可靠性。但是当Sn的含量不足0.1wt％时，效果不充分；而Sn含量超过2.0wt％时，合金的导电率恶化。因此本发明将Sn的含量控制在0.1～2.0wt％，进一步优选为0.15～1.6wt％。

本发明铜合金中添加有0.01～2.0wt％的Ni。Ni能与Cu无限固溶，固溶于铜基体中时可以提高合金的强度。在本发明中，Ni与Si主要以Ni-Si析出相的形式存在，Ni-Si相的析出能够在不显著影响合金导电性的同时提高合金强度和弯曲加工性能，因此为了得到充分的强化效果，应控制Ni的添加量应不小于0.01wt％，而当Ni含量高于2.0wt％，容易导致合金导电率降低。因此本发明将Ni的含量控制在0.01～2.0wt％，进一步优选为0.3～1.8wt％。

本发明铜合金中添加有0.01～1.0wt％的Si。Si元素有利于改善铸造流动性，同时有利于减少铸造过程中铜液的氧化，提高成型性能。Si元素在黄铜中的锌当量系数为10，具有较好的固溶强化、加工硬化效果。同时Si能与Ni、Cr在适当的热处理工艺下，以Ni-Si相、Cr-Si相的形式析出，减少合金中游离的Ni、Si的存在，能够在尽可能降低对合金导电率损害的条件下提高合金的强度，并且通过Ni-Si相、Cr-Si相的相互作用，能够进一步提高合金的抗高温软化性能，使合金能够满足于目前对合金材料发展的需求。因此，为了使Ni、Cr充分以Ni-Si相、Cr-Si相的形式析出，本发明将Si的添加量控制在0.01wt％以上，但是当Si的添加量超过1.0wt％时对合金导电性的不良影响增大，因此，本发明将Si的含量控制在0.01～1.0wt％，进一步优选为0.10～0.9wt％。

本发明铜合金中添加有0.001～1.5wt％的Cr。Cr能作为晶核细化晶粒，并在时效过程中抑制铜合金晶粒长大，提高铜合金的抗高温软化性能。同时Cr具有一定的析出强化效果，尤其是与Si元素共同作用下，析出强化效果提升明显，并且Cr-Si相热稳定性好，一定量且均匀分布的Cr-Si相有利于提高合金的抗高温软化性能，因此在本发明中，通过调整工艺，使Cr与Si形成Cr-Si相析出，最大程度地提高合金的抗高温软化性能，同时通过Ni-Si相、Cr-Si相、Cr单质共同作用，进一步改善合金的强度、导电性及其抗高温软化性能。因此，为了充分形成Cr-Si相，本发明将Cr的添加量控制在0.001wt％以上，由于Cr含量过高时会造成富Cr相偏聚，不利于合金的性能，因此Cr的添加量不宜超过1.5wt％。本发明将Cr的含量控制在0.001～1.5wt％，进一步优选为0.05～1.3wt％，再进一步优选为0.05～0.85wt％。

作为优选，本发明铜合金的重量百分比组成中，Ni、Cr、Si的重量百分比含量满足：3.5≤(Ni+Cr)/Si≤20。Ni、Cr能与Si形成Ni-Si相、Cr-Si相。不过，通过时效处理，合金中的Ni、Cr、Si不会全都形成为析出相。其中Ni、Si某些条件下在Cu基体中以固溶的状态存在，固溶状态的Ni和Si使铜合金板材的强度提高少许，但是与析出状态相比其效果小，并且也成为降低导电率主要原因。而Cr部分以Cr单质的形式析出，在一定程度上能够提高合金的抗高温软化性能和强度，但是抗软化的效果弱于Cr-Si相的效果，因此为了提高合金强度同时更好地提升合金的抗高温软化性能，也进一步提升合金的强度和弯曲加工性能，本发明对Ni、Cr、Si的重量比进行了限定，使Ni、Cr和Si在合金中主要以Ni-Si相、Cr-Si相存在，降低Ni、Cr、Si以单质形式存在的比例。这样，一方面，可以利用Ni-Si相、Cr-Si相的析出顺序不同，由先析出的Cr-Si相占据具有高储能及空位的析出点，从而相较于单独生成Ni-Si相的合金，本发明可抑制Ni-Si析出相的析出偏聚，提高Ni-Si析出相的分布均匀性，对于合金的屈服强度和弯曲加工性能的改善具有重要作用；另一方面，当Ni、Cr、Si形成Ni-Si相、Cr-Si相后，不仅能够净化合金基体，在提高合金性能的同时减少导电率的损失，而且Ni-Si相、Cr-Si相的析出具有位错钉扎作用，在变形过程中有利于位错密度的增加，从而增强加工硬化效果，同时由于析出相在高温条件下稳定性好，有利于阻碍位错、亚晶的迁移，从而阻碍再结晶形核以及晶界迁移，提升合金的抗高温软化能力，并且又Ni-Si相、Cr-Si相能抑制静态和动态再结晶的进行，使合金具备较好的高温力学性能，同时Cr-Si具有优异的热稳定性，通过控制时效条件可以进一步的调控Cr-Si相析出大小，使Cr-Si相也实现均匀分布，实现抗高温软化性能的进一步提高，从而扩大合金应用范围，满足现代社会对合金的需求。同时，Ni-Si相对合金强度的提升效果强于Cr-Si相，且Cr含量过多容易形成大颗粒Cr单质，影响合金性能，因此为了充分提高合金强度，本发明对Ni、Cr、Si的重量百分比含量的比值进行了进一步限定。为了充分析出Ni-Si相、Cr-Si相，同时使两者的作用达到最大，在最大程度上提高合金性能，本发明使Ni、Si、Cr的重量比满足3.5≤(Ni+Cr)/Si≤20，在此条件下，Cr单质的析出较少，能够最大程度地析出Ni-Si相、Cr-Si相，促进合金强度、导电性及抗高温软化性能的提高。当(Ni+Cr)/Si低于3.5时，Si含量过高，合金中游离的Si过多，增大合金导电率的损失，不符合合金需求，当(Ni+Cr)/Si超过20时，不能充分形成Ni-Si相、Cr-Si相，Cr以Cr单质析出为主导，强化效果减弱，无法满足合金性能的要求。

作为优选，将该铜合金的带材的轧制面在0＜2θ＜90°范围内的{111}晶面的X射线衍射强度记为I_{111}，{200}晶面的X射线衍射强度记为I_{200}，{220}晶面的X射线衍射强度记为I_{220}，{311}晶面的X射线衍射强度记为I_{311}，I_{111}、I_{200}、I_{220}和I_{311}满足：0.8≤(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})≤4.0。合金的屈服强度和弯曲加工性能在合金应用中都起着至关重要的作用，但是在实验中往往发现合金屈服强度的提升伴随着弯曲加工性能的显著下降，因此平衡合金的屈服强度和弯曲加工性能显得尤为重要。本发明主要通过时效、轧制等工艺，对合金的晶面取向进行了控制。本发明铜合金带材在0＜2θ＜90°范围内的，X射线衍射晶面的{111}、{200}、{220}、{311}晶面对合金的强度和弯曲加工性能具有较大影响。带材经冷轧变形后，随冷轧变形量增大，{111}、{220}晶面的衍射强度将逐渐增强，而{200}和{311}晶面的衍射强度将逐渐减弱。带材经热处理后，{200}和{311}晶面的衍射强度将逐渐增强，而{111}、{220}晶面的衍射强度将逐渐减弱。{111}、{220}晶面衍射强度的增加，有利于带材强度的增加，但其对带材的弯曲加工性不利；{200}和{311}晶面衍射强度的增加，有利于弯曲加工性的改善，但晶面衍射强度较大时，合金带材的强度较低。因此控制{111}、{200}、{220}和{311}的晶面取向对于获得理想的弯曲加工性能和屈服强度(即GW方向的值R/T≤1，BW方向的值R/T≤2和屈服强度≥550MPa)具有重要的作用，将该铜合金的带材的轧制面在0＜2θ＜90°范围内的{111}晶面的X射线衍射强度记为I_{111}，{200}晶面的X射线衍射强度记为I_{200}，{220}晶面的X射线衍射强度记为I_{220}，{311}晶面的X射线衍射强度记为I_{311}，本发明铜合金的晶面取向满足0.8≤(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})≤4.0时，合金的屈服强度在550MPa以上，90°折弯试验中GW方向的值R/T≤1，BW方向的值R/T≤2，满足对合金性能的需求。当(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})＜0.8时，合金的屈服强度在550MPa以下，90°折弯试验中GW方向的值R/T≤1，BW方向的值R/T≤1，强度过低不符合要求；当(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})＞4时，虽然合金的屈服强度在550MPa以上，但90°折弯试验中BW方向的值R/T＞2，弯曲加工性达不到要求，因此，为了兼顾屈服强度和弯曲加工性能，本发明将I_{111}、I_{200}、I_{220}和I_{311}限定为0.8≤(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})≤4.0。

作为优选，本发明铜合金的平均晶粒度为1～15μm。对于电气电子部件用铜合金板所要求的弯曲加工性而言，通常平均晶粒度越小，则弯曲加工性越好。这是由于，平均晶粒度越大，晶界面积越小，在晶界越容易产生固溶元素的偏析及应力集中。而且，如果应力集中的程度超过一定量，则从铜合金的晶界产生裂纹，以至产生晶界裂纹。另一方面，铜合金板所要求的耐应力松弛特性随着平均晶粒度的增大而得到改善。为了得到作为电气电子部件用铜合金应具有的良好的耐应力松弛特性，考虑到平均晶粒度对这样的铜合金板的弯曲加工性及耐应力松弛特性的影响，本发明将铜合金的平均晶粒度控制在1～15μm的范围。

作为优选，本发明铜合金的重量百分比组成中还包括0.01～2.0wt％的Co。Co能固溶于合金基体中，通过固溶强化的作用提高合金的强度，同时Co与Si形成CoSi相，通过析出强化相提升合金强度的同时降低了对合金导电率的影响，但是添加Co元素过多时，基体中残留的Co元素也增多，从而影响合金的导电率，且对折弯性能不利。所以本发明将Co含量控制在0.001～2.0wt％的Co，进一步优选为0.05～1.8wt％。再进一步优选0.05～0.85wt％。

作为优选，本发明铜合金的重量百分比组成中还包括总量不超过2.0wt％的Al、Ti、P、Zr、B、Ag、Mn、Mg、Fe、As和RE中的至少一种元素。其中Al、Ti、Zr、RE具有提高合金强度的作用，B的添加有利于细化晶粒，此类元素的添加，能够在熔体凝固的过程中，形成大量细小弥散分布的结晶形核，起到细化晶粒的作用。Mn在熔炼过程中可以起到脱氧作用，提高合金的纯度，还可以改善合金的热加工性能，提高合金的力学性能，降低合金的弹性模量。P具有脱氧作用，提升合金强度，改善耐腐蚀性和铸造时的流动性。添加Ag，在对导电率影响较低的情况下，可实现固溶强化效果的提升。Mg具有脱氧、脱硫以及提高合金耐应力松弛性能的效果，Fe能阻止再结晶晶粒长大，显著细化晶粒，从而提高铜合金屈服强度和硬度。As具有抗脱锌腐蚀的作用。但是如果这些元素添加过量，不利于合金综合性能的提升。

本发明铜合金的抗高温软化温度≥450℃。抗高温软化性能，即在高温环境下，抵抗材料硬度(强度)降低的能力。在电子元件的某些应用领域中，电子元件工作环境能够在瞬间达到几百摄氏度，这就要求所使用的铜合金具有优异的抗高温软化性能，否则在高温条件下，铜及铜合金的硬度(强度)将会永久性地大幅减少，进而降低电子元件的可靠性和使用寿命。本申请发明人对合金的抗高温软化性能进行研究，通过试验发现，在同等条件下，与未添加Cr的合金进行抗高温软化对比试验，发现未添加Cr的合金的抗高温软化温度只能维持在400℃及以下，而针对同状态的C42500及磷铜或者普通黄铜，其抗高温软化温度都只能维持在330℃左右，本发明铜合金的抗高温软化温度可达450℃以上。因此本发明铜合金对比同类型应用，其抗高温软化性能优势明显。在本发明中，通过在Cu-Zn-Sn合金中添加Ni、Si、Cr等元素，Cr对于合金抗高温软化性能的提高具有一定的提升作用，但是单独利用Cr单质提升效果较弱，而Cr-Si相的热稳定性能优异，在高温条件下，一定量且均匀分布的Cr-Si相有利于提高高温软化，因此本发明通过进一步调整元素重量比，控制产品工艺，使Ni、Cr与Si形成Ni-Si相和Cr-Si相，减少Cr单质的析出，在高温条件下，Ni-Si相和Cr-Si相有利于阻碍位错、亚晶的迁移，从而阻碍再结晶形核以及晶界迁移，能较大的提升合金抗高温软化能力，并且又能抑制静态和动态再结晶的进行，使合金具备较好的高温力学性能。

上述抗软化的铜合金在连接器、端子、电磁继电器簧片或引线框架中的应用。

综上，本发明以Cu-Zn-Sn为基体，通过添加Ni、Si、Cr等元素，一方面通过调整Ni、Si、Cr的含量，提高Cr-Si相、Ni-Si相的析出，减少合金中游离单质的存在，同时使Ni-Si相、Cr-Si相、Cr单质共同作用，在提升合金强度的同时，进一步提高合金的抗高温软化性能，另一方面对合金加工工艺进行控制，通过工艺的改进，促使析出相的形成并加强析出相之间的共同作用，同时，通过改进工艺，也对合金宏观织构进行控制，提升合金的弯曲加工性能，获得一种屈服强度≥550MPa、导电率≥30％IACS、弯曲加工性能优良且抗软化性能优异的铜合金材料。此外本发明添加有Sn、Ni、Si、Cr等元素，能够解决锡磷青铜、铜镍硅合金、黄铜等电镀角料回收问题，有利于减少环境负担，降低合金制备成本，促进废料的循环利用。

本发明铜合金可以根据不同的应用需求加工成板带材、棒材、线材等。以板带材为例，本发明铜合金的制备过程为：

(1)熔铸：利用与通常的铜合金的熔炼方法相同的方法，在熔解铜合金原料，然后通过连续铸造或半连续铸造等来制造铸锭，铸造温度控制在1050～1300℃。

(2)热轧：为了获得均匀的晶体组织，同时保证铸锭中存在的粗大析出相再次固溶到基体，对铸锭进行热轧，其热轧开坯温度控制在750～900℃，保温时间3～6h，并控制终轧温度在650℃以上，轧制率总加工率保持在80％以上。热轧后在线进行水急冷，达到冷却速度50℃/s以上，20s内降至室温，使热轧完成后的{111}晶面的衍射峰强度最高，{220}晶面的衍射峰强度最低。

(3)一次冷轧：在本次冷轧过程中，要求总轧制率≥70％，以利于后期时效过程，形成理想的再结晶组织。通过本次冷轧，{111}、{200}、{311}晶面的衍射峰强度显著下降，其中{111}、{200}晶面的衍射峰强度下降超过50％，{220}晶面的衍射峰强度增长则超过300％。

(4)一级时效：为了促进Ni-Si相和Cr-Si相的析出，进一步改善材料的晶面比例，对冷轧后的合金进行时效处理，与冷轧态对比，时效后合金{111}和{220}晶面的衍射峰强度增长较小，{200}和{311}晶面的衍射峰强度增长超过20％，合金的塑性提高，实现析出相析出。该时效温度控制在350～600℃，升温速度50～150℃/h，到温后保持时间6～12h，更优选是，时效温度控制在400℃～500℃，升温速度50～100℃/h，到温后保持时间7～10h。这样析出物在铜母相中以微小形状弥散析出，可以兼具高的强度和优异的弯曲加工性，如果时效温度过高、时间长，析出物粗大化，析出物粒径不能有效控制，弯曲加工性能恶化；反之，如果温度低、时间短，析出过程进行不充分，弯曲加工性能、材料强度无法达到预期值。

(5)二次冷轧：接着可以进行轧制率60％以上的冷轧。通过本次冷轧，{111}和{200}、{311}晶面的衍射峰强度减小，{220}晶面的衍射峰强度增大，有利于提高材料强度，同时也使材料的储能和利于析出物的继续析出的晶格缺陷增多，从而在后续的时效处理中可以促进析出物的继续脱溶及均匀微细的分布，提高材料的导电率、屈服强度和弯曲加工性及其抗高温软化性能。因此，二次冷轧的变形量控制在60％以上，变形量过小，析出相的均匀分散度较差、析出量较小，同时不利于后期时效组织完全再结晶的完成，对最终带材的弯曲加工不利，也不利于于抗高温软化性能的提高。

(6)二级时效：合金实现析出强化的关键工艺，通过时效析出，可以进一步促进Ni-Si相和Cr-Si相的均匀析出。通过控制析出相的均匀分布，可充分提高材料强度、导电和抗高温软化性能。同时通过调整时效过程，促进{220}晶面衍射强度的降低，增加{111}和{200}、{311}晶面的衍射峰强度有利于改善成品材料的弯曲加工性能。因此在本发明铜合金的制备过程中，将时效温度控制在350～600℃，保温时间6～12h，升温速度50～150℃/h，优选时效温度控制在400～550℃，保温时间7～10h，升温速度60～130℃/h。温度高有利于组织的完全再结晶和相的充分析出，但过高易出现析出物聚集及过度增加{110}晶面衍射强度，影响材料强度及弯曲加工性能，而低温时效，既不利于带材的再结晶也不利于第二相的析出，对带材的弯曲加工影响较大。保温结束后，为了保证冷却均匀，又能提高冷却速度，选择用风冷的方式进行冷却，冷却速度控制在5～15℃/min，当带材温度降至150℃以下时，置于室温下进行自然冷却。

(7)精轧：对时效后的合金施加冷变形有利于提高{220}晶面衍射强度，促进带材强度的进一步提高。但变形量不宜过大，过大易形成明显的各向异性，而且会降低{200}、{311}晶面衍射强度，不利于BW方向带材的弯曲加工能。随着加工率的增加，位错堆积在析出物附近，晶体的变形协调性变差，弯曲变形时析出物易诱变成裂纹源，合金的折弯性能恶化。其中BW方向恶化更加明显。因此，优选的加量变形量控制在60％以下。

(8)低温退火：最终冷轧后，通过低温退火可以减小材料中可动的空位和位错的密度，提高耐应力松弛性。同时可以减小和消除板材中的残留应力，而不显著降低强度。另外控制退火温度也可以使导电性有所提高。低温退火中的保温温度优选设定在150～300℃内。如果温度设定得太高，容易导致板材的软化。反之，如果温度设定得太低，达不到预期的效果。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明在Cu-Zn-Sn基体上添加Ni、Si、Cr等元素，并控制Ni、Si、Cr的重量比满足：4≤(Ni+Cr)/Si≤20，使合金生成Ni-Si相和Cr-Si相，在提升材料导电和强度的同时，进一步提升材料的抗高温软化性能；

(2)为了改善和平衡材料的弯曲加工性能和屈服强度，本发明对I_{111}、I_{200}、I_{220}和I_{311}晶体取向进行了限定，该晶体取向是由X射线衍射强度确定的。本发明铜合金晶面的X射线衍射强度满足：0.8≤(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})≤4.0，使材料实现了包括屈服强度、导电性、弯曲加工性、抗高温软化性能在内的优异的综合性能；

(3)为了平衡电子电气铜合金部件所需的弯曲加工性能和抗应力松弛性能，本发明平均晶粒度优选为1～15μm；

(4)本发明的抗高温软化温度为450℃以上，在同类材料中抗高温软化性能优势突出；

(5)本发明铜合金可以实现屈服强度≥550MPa，导电率≥30％IACS；制成的带材的90°弯曲加工性为：GW方向的值R/T≤1，BW方向的值R/T≤2；

(6)本发明可解决锡磷青铜、铜镍硅合金、黄铜等电镀角料的回收问题，提高材料利用率，节省材料成本；

(7)本发明合金可以加工成棒线、板带等产品，广泛应用于连接器、端子或者电磁继电器的可动导电片或引线框架等电子电气设备用导电元件。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

按照表1成分，将表1所示的成分组合的铜合金在1150℃下进行熔制，制造规格为170mm×320mm的铸锭。将上述铸锭800℃下保温5小时之后，进行热轧使其板厚达到16.5mm，热轧完毕后，在线水冷却；然后，实施铣面使其厚度达到15mm，再通过冷轧为厚度2mm的板；接着将冷轧后的板加热至440℃，保温8h，进行第一次时效；将时效后的材料进行第二次冷轧，冷轧至0.4mm，然后进行在400℃中保温8h的第二次时效处理；最后进行精冷轧，轧制目标板厚0.3mm；精冷轧后，在210℃中保温4h进行低温退火，得到带材样品。

对于制备得到的20个实施例合金和4个对比例合金，分别测试力学性能、导电率、抗高温软化温度、折弯性能、晶体取向。

室温拉伸试验按照《GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》在电子万能力学性能试验机上进行，采用宽度为12.5mm的带头试样，拉伸速度为5mm/min。

导电率测试按照《GB/T 3048.2-2007电线电缆电性能试验方法第2部分：金属材料电阻率试验》，本检测仪器为ZFD微电脑电桥直流电阻测试仪，样品宽度为20mm，长度为500mm。

折弯性能测试按照《GBT 232-2010金属材料弯曲试验方法》在折弯测试机上进行，好、坏方向90°折弯。样品宽度为10mm，长度50mm。

抗软化性能测试按照《GB/T 33370-2016铜及铜合金软化温度的测试方法》，样品宽度为40mm，长度40mm。

分别测定各样品表面的{111}、{200}、{220}、{311}晶面的X射线衍射强度I_{111}、I_{200}、I_{220}、I_{311}，求出(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})的值。

各实施例及对比例的成分及性能结果见表1所示。

Claims (8)

1.一种抗软化的铜合金，其特征在于，该铜合金的重量百分比组成为：5.01～15.0wt％的Zn，0.1～2.0wt％的Sn，0.01～2.0wt％的Ni，0.01～1.0wt％的Si，0.001～1.5wt％的Cr，余量为Cu和不可避免的杂质；该铜合金的重量百分比组成中，Ni、Cr、Si的重量百分比含量满足：3.5≤(Ni+Cr)/Si≤20；该铜合金的抗高温软化温度≥450℃；该铜合金的制备方法包括以下步骤：铸造→热轧→一次冷轧→一级时效→二次冷轧→二级时效→精轧→低温退火，所述的一级时效和所述的二级时效的升温速度分别为50～150℃/h，时效温度分别为350～600℃，到温后保持时间分别为6～12h；在所述的二级时效的保温结束后，用风冷的方式进行冷却，冷却速度控制在5～15℃/min，当带材温度降至150℃以下时，置于室温下进行自然冷却。

2.根据权利要求1所述的一种抗软化的铜合金，其特征在于，将该铜合金的带材的轧制面在0＜2θ＜90°范围内的{111}晶面的X射线衍射强度记为I_{111}，{200}晶面的X射线衍射强度记为I_{200}，{220}晶面的X射线衍射强度记为I_{220}，{311}晶面的X射线衍射强度记为I_{311}，I_{111}、I_{200}、I_{220}和I_{311}满足：0.8≤(I_{111}+2*I_{220})/2*(I_{200}+I_{311})≤4.0。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种抗软化的铜合金，其特征在于，该铜合金的平均晶粒度为1～15μm。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的一种抗软化的铜合金，其特征在于，该铜合金的重量百分比组成中还包括0.01～2.0wt％的Co。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的一种抗软化的铜合金，其特征在于，该铜合金的重量百分比组成中还包括总量不超过2.0wt％的Al、Ti、P、Zr、B、Ag、Mn、Mg、Fe、As和RE中的至少一种元素。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的一种抗软化的铜合金，其特征在于，该铜合金的屈服强度≥550MPa，导电率≥30％IACS。

7.根据权利要求1-2中任一项所述的一种抗软化的铜合金，其特征在于，该铜合金的带材的90°弯曲加工性能为：GW方向的值R/T≤1，BW方向的值R/T≤2。

8.权利要求1-7中任一项所述的一种抗软化的铜合金在连接器、端子、电磁继电器簧片或引线框架中的应用。