CN113355557A - 插接连接器用易切削无铅无铋铜合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了插接连接器用易切削无铅无铋铜合金材料，以质量计，包括2.2‑3.5％Mg、1.4‑2.3％Sn、2.4‑3.4％Zn、0.2‑0.4％Te、0.1‑0.3％Ca、0.004‑0.006％P、0.02‑0.05％Co、0.5‑1.3％Ni、0.1‑0.5％Al、0.01‑0.02％Ce、0.02‑0.04％La，余量为Cu及不可避免的杂质，本方案中的合金材料以Cu‑Mg‑Sn为主体，添加锌以固溶强化，加入碲元素、钙元素以提高切削性能，以镧、铈元素细化合金晶粒以改善力学性能并提高导电率等，在不断的组分优化中得出上述比例的合金组分，该组分下的合金力学性能好，切削性能好，导电性好。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域，具体涉及插接连接器用易切削无铅无铋铜合金材料。
背景技术
易切削铅黄铜是以铜、锌为主要组成元素，添加铅的传统铜合金，世界各国均有系列的合金牌号如：JISH、ASTMB、GB/T等。这些铅黄铜合金是通过添加含有1.0％～3.7％(重量)的铅来保证切削性能的。含铅的黄铜合金材料由于优良的切削性能，广泛使用于配管用的水龙头配件，阀杆等作为结构材料使用。
但铅因其毒性，在世界各地普遍受到法律限定含量，对此，各国普遍以铋、Te、钙、镁等元素或单个或配合取代铅以形成易切削铜合金材料，以铋、Te等元素大量的加入，成本过高，对此，钙、镁等铜合金应用前景较大，以铜-镁-锡系合金而言，其成本相对上述大量添加稀土元素的合金而言降低，但各项性能不均衡，在插接连接器等领域时，铜-镁-锡系合金的强度、导电、切削等性能不能满足需求，或导电率高，但抗拉强度等较低，或抗拉强度高、导电率、切削性能等较低，需改进。
发明内容
为解决上述至少一个技术缺陷，本发明提供了如下技术方案：
本申请文件公开插接连接器用易切削无铅无铋铜合金材料，以质量计，包括2.2-3.5％Mg、1.4-2.3％Sn、2.4-3.4％Zn、0.2-0.4％Te、0.1-0.3％Ca、0.004-0.006％P、0.02-0.05％Co、0.5-1.3％Ni、0.1-0.5％Al、0.01-0.02％Ce、0.02-0.04％La，余量为Cu及不可避免的杂质。
进一步，以质量计，包括2.8-3.1％Mg、1.9-2％Sn、2.8-3.2％Zn、0.3-0.35％Te、0.2-0.3％Ca、0.005-0.006％P、0.02-0.03％Co、0.8-1.2％Ni、0.2-0.3％Al、0.01-0.02％Ce、0.03-0.035％La，余量为Cu及不可避免的杂质。
进一步，以质量计，包括2.8％Mg、2％Sn、3％Zn、0.32％Te、0.3％Ca、0.005％P、0.02％Co、1％Ni、0.2％Al、0.02％Ce、0.035％La，余量为Cu及不可避免的杂质。
本方案中的合金材料以Cu-Mg-Sn为主体，铜镁锡的析出物分散至铜的母相中以提高强度，添加大量锌以固溶强化，提高抗腐蚀能力，加入碲元素、钙元素以提高切削性能，以镧、铈元素细化合金晶粒以改善力学性能并提高导电率，铝的加入以提高热加工性能，磷的加入有助铜合金的脱氧，增加溶体流动性及抑制脱锌腐蚀，镍与镁、锡结合以提高强度和再结晶温度，在不断的组分优化中得出上述比例的合金组分，该组分下的合金力学性能好，切削性能好，导电性好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例中铜合金的制备采用行业常用工艺流程，配料比例如表1，具体为：配料-真空中频感应电炉熔炼(熔炼1250-1300℃，浇铸1200℃)-热轧-冷轧-固溶处理(一次性2h，780-800℃)-时效处理(350-380℃，1h)-再次冷轧，热轧及冷轧过程依据常规参数即可，熔炼过程中稀土元素采用合金方式加入。
实施例2
本实施例中铜合金的制备工艺如下：第一步，在真空中频感应电炉中熔炼，熔炼温度1320-1350℃，将按表1比例配好的物料加入炉中，稀土元素采用合金方式加入，搅拌过程中，通入氩气保护，浇铸温度1150-1160℃，形成铸锭。
第二步，热轧，道次轧下量为30％，总变形量为70％，开轧温度880℃，终轧温度840℃。
第三步，固溶处理，温度800-820℃，时间1h，之后降温至650-680℃，维持10min，以30℃/秒方式降至500-520℃，维持2min，之后再度升温至600-620℃，维持2min，正常冷却即可。
第四步，时效处理，对上述固溶处理后的合金在360-380℃进行时效处理，时间1h。
第五步，再冷轧，总变形量60％，并低温退火处理，温度140-150℃，时间1h。
实施例3
制备方法与实施例1相同，组分比例依据表1所示。
实施例4
制备方法与实施例2相同，组分比例依据表1所示。
实施例5
制备方法与实施例2相同，组分比例依据表1所示。
实施例6
制备方法与实施例2相同，组分比例依据表1所示。
实施例7
制备方法与实施例2相同，组分比例依据表1所示。
表1
并对上述实施例制备的合金进行性能的检测，其中如表2所示，电导率的检测按照J ISH0505标准，抗拉强度检测依据J ISZ2241标准进行，耐疲劳检测依据J ISZ2273标准进行，切削性能的评价为一般铜合金的切削性能试验方法(准备量筒，收集切削，利用自然落下来填充量筒，即用所谓的切削形态试验方法进行，主轴转速为950rpm/min，进给量为0.18mm/rev，吃刀深度为0.5mm，其中‘○’表示切削性能好，‘△’表示良好，‘×’表示切削性能差)。
表2
从表1、表2中可以看出，本配方下的铜合金材料各项性能均衡，远超市面常见型号的Cu-Mg-Sn系铜合金。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.插接连接器用易切削无铅无铋铜合金材料，其特征在于，以质量计，包括2.2-3.5％Mg、1.4-2.3％Sn、2.4-3.4％Zn、0.2-0.4％Te、0.1-0.3％Ca、0.004-0.006％P、0.02-0.05％Co、0.5-1.3％Ni、0.1-0.5％Al、0.01-0.02％Ce、0.02-0.04％La，余量为Cu及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的铜合金材料，其特征在于：以质量计，包括2.8-3.1％Mg、1.9-2％Sn、2.8-3.2％Zn、0.3-0.35％Te、0.2-0.3％Ca、0.005-0.006％P、0.02-0.03％Co、0.8-1.2％Ni、0.2-0.3％Al、0.01-0.02％Ce、0.03-0.035％La，余量为Cu及不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的铜合金材料，其特征在于：以质量计，包括2.8％Mg、2％Sn、3％Zn、0.32％Te、0.3％Ca、0.005％P、0.02％Co、1％Ni、0.2％Al、0.02％Ce、0.035％La，余量为Cu及不可避免的杂质。
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