CN110195170A - 一种提高Cu-Ni-Si合金强韧性的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于有色金属加工行业，具体为一种提高Cu‑Ni‑Si合金强韧性的制备方法，工艺步骤为：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→固溶处理（1）→铣面→冷轧（1）→切边→退火→冷轧（2）→固溶处理（2）→冷轧（3）→固溶处理（3）→冷轧（4）→清洗→时效热处理→清洗→拉矫→分切。1、固溶处理（1）：固溶温度范围700～850℃，冷却强度＞20℃/s。2、退火：温度范围480～650℃，保温时间4～8小时。3、固溶处理（2）、（3）：固溶温度范围700～780℃，固溶时间90‑150s，冷却强度＞10℃/s。4、时效热处理：温度400‑500℃，保温时间4‑8h。5、冷轧（1）、冷轧（2）、冷轧（3）、冷轧（4）加工率范围20‑85%。本发明产生的效果是：HV225～250，Rm≥690MPa，Rp_0.2≥660MPa，A₅₀≥10%，带材90°折弯不裂。

Description

一种提高Cu-Ni-Si合金强韧性的制备方法

技术领域

本发明涉及新材料，属于有色金属加工行业，具体为一种提高Cu-Ni-Si合金强韧性的制备方法，提高铜镍硅带材的强韧性，以适应电子连接器材料的发展需求。

背景技术

铜镍硅合金带材产品具有高强度、高弹性、中等导电性、低应力松弛、可镀性及优良的加工特性等特点，主要用于电连接器、大规模和超大规模集成电路、高端端子材料、精密继电器、高档开关等。该铜合金带材具有如下成份组成（Ni：2.2～4.2%；Si：0.25～1.2%；Mg：0.05～0.3%；其余部分为铜及不可避免的杂质）。

目前铜镍硅合金带材一般采用的生产工艺是：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→固溶处理→铣面→粗轧→切边→退火→冷轧→退火→冷轧→清洗→拉矫→分切。

该生产工艺主要存在以下不足：强度偏低，同时韧（塑）性较差，在后续折弯加工时，容易发生折弯开裂现象，不能满足高端电子连接器材料的使用要求。为满足电子连接器带材的使用要求，需要在提高材料强度的同时，提高材料韧（塑）性，提高铜镍硅合金带材产品的综合性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高铜镍硅合金带材的强韧性，为满足下游用户对产品的抗拉强度、屈服强度及延伸率的要求，提供一种高强韧铜镍硅合金带材的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用在传统工艺基础上进行了技术处理，具体方法如下：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→第一次固溶处理→铣面→第一次冷轧→切边→退火→第二次冷轧→第二次固溶处理→第三次冷轧→第三次固溶处理→第四次冷轧→清洗→时效热处理→清洗→拉矫→分切；其中

a. 第一次固溶处理：固溶处理温度范围700～850℃，冷却强度＞20℃/s；

b. 退火：温度范围480～650℃，保温时间4-8小时；

c. 第二次固溶处理、第三次固溶处理：固溶温度范围700～780℃，固溶时间90～150s，冷却强度＞10℃/s；

d. 时效热处理：温度400～500℃，保温时间4～8h；

e. 第一次冷轧、第二次冷轧、第三次冷轧、第四次冷轧加工率范围20-85%。

本发明与传统工艺的差别在于：增加了固溶处理的次数和减少了一次热处理。在工业化生产中，合金固溶处理的温度比理论的固溶温度要低50-100℃。因此采用一次固溶处理，一些溶质原子不能完全溶入铜基体中，造成固溶后过饱和固溶体中溶质原子不能全部溶入基体，致使过饱和度不足，在后续的时效热处理中，一方面由于过饱和度不足，强化粒子析出动力不足，造成合金达不到应有的强化效果 ；同时未溶相在时效过程中的出现粗化，影响了合金的塑性，造成合金整体强韧性降低。而采用多次的固溶处理，保证了固溶处理基本达到应有的过饱和固溶度，在时效热处理制度下，强化粒子析出动力大，合金的强化效果好；同时未溶相大大减少，保证了合金应有的良好塑性，从而整体提高了材料的强韧性。

本发明在保证材料高强度、高弹性、中等导电性、低应力松弛等性能的前提下，提高材料韧性。经工艺步骤c、d、e生产的带材产品强韧性好，抗拉强度、延伸率达到要求，90°折弯不裂。

本发明产生的效果是：HV225～250，Rm≥690MPa，Rp_0.2≥660MPa，A₅₀≥10%，带材90°折弯不裂。

具体实施方式

实施例1

（1）铸锭热轧后，第一次固溶处理温度730℃，冷却强度30℃/s；铣面：单面铣面厚度0.7mm；

（2）第一次冷轧加工率82.1%，轧至2.5mm，采用钟罩式退火炉进行退火，设定温度560℃，保温时间7h；

（3）第二次冷轧加工率为76%，轧至0.6mm，采用连续加热炉进行第二次固溶，固溶温度770℃，固溶时间120s，冷却强度25℃/s；

（4）第三次冷轧加工率为46.7%，轧至0.32mm，采用连续加热炉进行第三次固溶，固溶温度750℃，固溶时间90s，冷却强度25℃/s；

（5）第四次冷轧加工率为21.9%，轧至0.25mm，采用钟罩式加热炉进行时效热处理，设定温度450℃，保温时间7h。

采用实施例1生产的带材HV：226，Rm：710MPa，Rp_0.2：680MPa，A₅₀≥11.5% 90°折弯不裂，满足用户使用要求。

实施例2

（1）铸锭热轧后，第一次固溶处理温度750℃，冷却强度30℃/s；铣面：单面铣面厚度0.8mm；

（2）第一次冷轧加工率为84.6%，轧至2.0mm，采用钟罩式加热炉进行退火，设定温度550℃，保温时间6.5h；

（3）第二次冷轧加工率为70%，轧至0.6mm，采用连续式加热炉进行第二次固溶，固溶温度760℃，固溶时间100s，冷却强度12℃/s；

（4）第三次冷轧加工率为66.7%，轧至0.2mm，采用连续式加热炉进行第三次固溶，固溶温度760℃，固溶时间100s，冷却强度12℃/s；

（5）第四次冷轧加工率为25%，轧至0.15mm，采用钟罩式加热炉进行时效热处理，设定温度430℃，保温时间6.5h。

采用实施例2生产的带材HV：231，Rm：723MPa，Rp_0.2：692MPa，A₅₀≥10.5% 90°折弯不裂，满足用户使用要求。

Claims (1)

1.一种提高Cu-Ni-Si合金强韧性的制备方法，其特征在于工艺步骤为：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→第一次固溶处理→铣面→第一次冷轧→切边→退火→第二次冷轧→第二次固溶处理→第三次冷轧→第三次固溶处理→第四次冷轧→清洗→时效热处理→清洗→拉矫→分切；其中

a. 第一次固溶处理：固溶处理温度范围700～850℃，冷却强度＞20℃/s；

b. 退火：温度范围480～650℃，保温时间4-8小时；

c. 第二次固溶处理、第三次固溶处理：固溶温度范围700～780℃，固溶时间90～150s，冷却强度＞10℃/s；

d. 时效热处理：温度400～500℃，保温时间4～8h；

e. 第一次冷轧、第二次冷轧、第三次冷轧、第四次冷轧加工率范围20-85%。