CN114672693A - 一种铜合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜合金，其特征在于：该铜合金的质量百分比组成为Fe：0.02～0.25wt％，P：0.01～0.4wt％，Ni：2.6～3.5wt％，Si：0.55～0.7wt％，Mg：0.05～0.15wt％，Zn：0.01～0.05wt％，稀土：0.05～0.1wt％，余量为Cu及不可避免的杂质。本发明在铜基体中加入Ni、Si、Fe、P、Mg、Zn以及稀土，并控制各元素的添加量，实现铜合金的硬度≥260HV，抗拉强度≥870MPa，屈服强度≥850MPa，导电率≥45％IACS，550℃、保温30min后带材的硬度为原始硬度的90％以上。
Description
技术领域
本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种铜合金及其制备方法。
背景技术
随着电子、电器行业的迅速发展，对电子连接器的性能要求越来越高，在某些应用场景下，要求连接器满足强度高、导电率好和优异的抗高温软化性能，如某些航空连接器要求铜合金硬度可达到250HV以上、抗拉强度870MPa以上、屈服强度850MPa以上和导电率45IACS％，抗高温软化性能要求在550℃下保温30分钟后硬度为原始硬度直的85％以上，而目前C7025和C7035系列的铜镍硅合金的综合性能还无法满足。
因此，针对现有的铜合金性能需要进一步提升。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种强度高、导电率好并具有优异的抗高温软化性能的铜合金。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种铜合金，其特征在于：该铜合金的质量百分比组成为Fe：0.02～0.25wt％，P：0.01～0.4wt％，Ni：2.6～3.5wt％，Si：0.55～0.7wt％，Mg：0.05～0.15wt％，Zn：0.01～0.05wt％，稀土：0.05～0.1wt％，余量为Cu及不可避免的杂质。
作为优选，所述稀土为La和Sr，且La的质量占比为La和Sr添加总量的20～40wt％。
作为优选，该铜合金的平均晶粒度为3μm以下。
作为优选，该铜合金的硬度≥260HV，抗拉强度≥870MPa，屈服强度≥850MPa，导电率≥45％IACS，550℃、保温30min后带材的硬度为原始硬度的90％以上。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种铜合金的制备方法。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)配料：按照铜合金的组分配比进行称料；
2)熔炼；
3)半连铸铸造：控制铜液温度1200～1300℃，随后打开冷却水，控制水压在100～150Kpa，再旋动塞棒进行拉铸，拉铸速度为40～50mm/min，震动器的频率50～70次/min，振幅3～6mm，结晶器一次冷却水流量20～30m3/h，进水温度20～28℃，出水温度控制在40～50℃；采用独立二次冷却水系统，二次冷却水进水温度20～28℃，进水流量8～12m3/h，出水温度控制在45～55℃；
4)热轧并在线固溶：铸锭加热温度980℃～1050℃，保温时间2.5～3.5h，热轧开始温度960℃～1000℃，热轧加工率92～95％，终轧温度控制在750～800℃，在线水冷，热轧坯在15秒内冷却至85℃以下；
5)粗轧：加工率80～95％；
6)离线固溶：铜卷单张展开移动式穿过退火炉，炉内采用保护气体进行保护，固溶温度1000～1100℃，固溶时间18～22s，出炉后在2～4s内将铜带降至95℃以下；
7)精轧：加工率70～85％；
8)时效处理：先加热至250～290℃，保温1～2h，然后再加热至440～480℃，保温6～8h，最后冷却至65℃以下出炉；
9)成品轧：加工率14～25％；
10)清洗。
离线固溶采用了高温急速淬火固溶，铜卷单张展开移动式固溶，最大程度实现了合金组织的固溶，同时也避免了在高温下组织晶粒的长大，为控制最终的晶粒大小以及实现最终的力学性能做好了储备工作。
采用阶梯时效处理，两阶段协同配合避免了晶粒组织的进一步长大，同时实现了FeP相、NiSi相的充分析出，合金的时效达到了最优的效果。
作为优选，所述步骤2)中，熔炼的具体工艺为：将Cu、Ni、Si、Zn加入熔炼炉中升温熔化，全部熔化后，加入玻璃进行覆盖；随后将温度升至1320～1370℃，加入Fe片，待Fe片全部熔化后，将铜液温度升至1350～1400℃，保温20～30min；然后将温度降至1250℃～1300℃，加入磷铜合金，保温10～15min后将温度控制在1200～1270℃进行捞渣，捞渣结束后添加冰晶石、碳酸钠进行覆盖，加入铜镁合金和稀土，结束后保温至开始浇铸。
作为优选，所述步骤3)中，在铸造过程中，向结晶器内的铜液液面洒上冰晶石、无水硼砂和碳酸钠进行覆盖，所述冰晶石、无水硼砂和碳酸钠的质量比例为1：0.8～1.2：0.8～1.2。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明在铜基体中加入Ni、Si、Fe、P、Mg、Zn以及稀土，并控制各元素的添加量，Fe在铸造过程中能细化晶粒，时效时Fe能和P形成FeP第二相粒子，进一步阻止晶粒组织的长大，时效后导电率和强度有所提升。Ni和Si在时效过程中能形成NiSi强化相，大大提高合金的硬度、强度等性能。稀土能有效细化合金晶粒，提高合金的加工塑性、强度，同时还能起到脱氧除气作用，净化铜液，提高合金铸造性能和导电性。Zn有效防止此合金钎焊过程中在基体与镀层之间出现脆性相，提高合金的钎焊性能。同时Zn可以改善铜水的流动性能，提高合金的铸造特性。Mg元素在时效过程中主要起到细化NiSi强化相,促进NiSi强化相析出，有效提高合金的抗应力松弛和屈服强度性能。本发明铜合金的平均晶粒度为3μm以下，实现铜合金的硬度≥260HV，抗拉强度≥870MPa，屈服强度≥850MPa，导电率≥45％IACS，550℃、保温30min后带材的硬度为原始硬度的90％以上。
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。
本发明提供4个实施例和2个对比例，具体成分见表1。
实施例1
该铜合金的具体制备步骤为：
1)配料：按照铜合金的组分配比进行称料；
2)熔炼；将Cu、Ni、Si、Zn加入熔炼炉中升温熔化，全部熔化后，加入玻璃进行覆盖；随后将温度升至1350℃，加入Fe片，待Fe片全部熔化后，将铜液温度升至1350℃，保温20min；然后将温度降至1300℃，加入磷铜合金，保温15min后将温度控制在1250℃进行捞渣，捞渣结束后添加冰晶石、碳酸钠进行覆盖，冰晶石、碳酸钠的质量比例1：1，加入铜镁合金和稀土，结束后保温至开始浇铸。
3)半连铸铸造：控制铜液温度1230～1260℃，随后打开冷却水，控制水压在100Kpa，再旋动塞棒进行拉铸，待结晶器内铜液高度到达结晶器的三分之二时，启动牵引机，拉铸速度为40mm/min，震动器的频率50次/min，振幅5～6mm，结晶器一次冷却水流量25m3/h，进水温度20～28℃，出水温度控制在40～50℃；采用独立二次冷却水系统，二次冷却水进水温度20～28℃，进水流量10m3/h，出水温度控制在45～55℃，铸锭规格为厚230±2mm，宽620±4mm。
4)热轧并在线固溶：铸锭加热温度1010℃，保温时间3.0h，热轧开始温度980℃，终轧温度控制在780℃，在线水冷，热轧坯在15秒内冷却至85℃以下；热轧后厚度15～17mm，带宽655±5mm；
5)铣面：单面铣面量为0.6～0.8mm，铣面后厚度14.5mm。
6)粗轧：轧制厚度1.2±0.015mm。
7)切边：单边剪切为7～8mm，剪切后带宽640±0.5mm。
8)离线固溶：铜卷单张展开移动式穿过退火炉，炉内采用保护气体进行保护，固溶温度1050℃，固溶时间18～22s，出炉后在2～4s内将铜带降至95℃以下，保护气体为含H2量2～4％的N2。
9)精轧：厚度轧至0.25±0.005mm。
8)时效处理：先加热至260℃，保温2h，然后再加热至470℃，保温7.6h，最后冷却至65℃以下出炉；
9)成品轧：成品轧制0.20±0.005mm。
10)拉弯矫直。矫直后的版型控制在5I以内。
11)清洗。
实施例2
该铜合金的具体制备步骤为：
1)配料：按照铜合金的组分配比进行称料；
2)熔炼；将Cu、Ni、Si、Zn加入熔炼炉中升温熔化，全部熔化后，加入玻璃进行覆盖；随后将温度升至1350℃，加入Fe片，待Fe片全部熔化后，将铜液温度升至1380℃，保温25min；然后将温度降至1300℃，加入磷铜合金，保温15min后将温度控制在1250℃进行捞渣，捞渣结束后添加冰晶石、碳酸钠进行覆盖，冰晶石、碳酸钠的质量比例1：1，加入铜镁合金和稀土，结束后保温至开始浇铸。
3)半连铸铸造：控制铜液温度1230～1260℃，随后打开冷却水，控制水压在150Kpa，再旋动塞棒进行拉铸，待结晶器内铜液高度到达结晶器的三分之二时，启动牵引机，拉铸速度为45mm/min，震动器的频率60次/min，振幅3～6mm，结晶器一次冷却水流量30m3/h，进水温度20～28℃，出水温度控制在40～50℃；采用独立二次冷却水系统，二次冷却水进水温度20～28℃，进水流量8m3/h，出水温度控制在45～55℃，铸锭规格为厚230±2mm，宽620±4mm。
4)热轧并在线固溶：铸锭加热温度1030℃，保温时间3.0h，热轧开始温度990℃，终轧温度控制在795℃，在线水冷，热轧坯在15秒内冷却至85℃以下；热轧后厚度15～17mm，带宽655±5mm；
5)铣面：单面铣面量为0.6～0.8mm，铣面后厚度14.5mm。
6)粗轧：轧制厚度1.2±0.015mm。
7)切边：单边剪切为7～8mm，剪切后带宽640±0.5mm。
8)离线固溶：铜卷单张展开移动式穿过退火炉，炉内采用保护气体进行保护，固溶温度1060℃，固溶时间18～22s，出炉后在2～4s内将铜带降至95℃以下，保护气体为含H2量2～4％的N2。
9)精轧：厚度轧至0.3±0.005mm。
8)时效处理：先加热至280℃，保温1.7h，然后再加热至450℃，保温7.7h，最后冷却至65℃以下出炉；
9)成品轧：成品轧制0.25±0.005mm。
10)拉弯矫直。矫直后的版型控制在5I以内。
11)清洗。
实施例3
该铜合金的具体制备步骤为：
1)配料：按照铜合金的组分配比进行称料；
2)熔炼；将Cu、Ni、Si、Zn加入熔炼炉中升温熔化，全部熔化后，加入玻璃进行覆盖；随后将温度升至1320℃，加入Fe片，待Fe片全部熔化后，将铜液温度升至1350℃，保温20min；然后将温度降至1280℃，加入磷铜合金，保温15min后将温度控制在1250℃进行捞渣，捞渣结束后添加冰晶石、碳酸钠进行覆盖，冰晶石、碳酸钠的质量比例1：1，加入铜镁合金和稀土，结束后保温至开始浇铸。
3)半连铸铸造：控制铜液温度1230～1260℃，随后打开冷却水，控制水压在120Kpa，再旋动塞棒进行拉铸，待结晶器内铜液高度到达结晶器的三分之二时，启动牵引机，拉铸速度为45mm/min，震动器的频率70次/min，振幅3～6mm，结晶器一次冷却水流量20m3/h，进水温度20～28℃，出水温度控制在40～50℃；采用独立二次冷却水系统，二次冷却水进水温度20～28℃，进水流量12m3/h，出水温度控制在45～55℃，铸锭规格为厚230±2mm，宽620±4mm。
4)热轧并在线固溶：铸锭加热温度990℃，保温时间3.4h，热轧开始温度965℃，终轧温度控制在760℃，在线水冷，热轧坯在15秒内冷却至85℃以下；热轧后厚度15～17mm，带宽655±5mm；
5)铣面：单面铣面量为0.6～0.8mm，铣面后厚度14.5mm。
6)粗轧：轧制厚度1.2±0.015mm。
7)切边：单边剪切为7～8mm，剪切后带宽640±0.5mm。
8)离线固溶：铜卷单张展开移动式穿过退火炉，炉内采用保护气体进行保护，固溶温度1065℃，固溶时间18～22s，出炉后在2～4s内将铜带降至95℃以下，保护气体为含H2量2～4％的N2。
9)精轧：厚度轧至0.3±0.005mm。
8)时效处理：先加热至270℃，保温1.8h，然后再加热至460℃，保温7h，最后冷却至65℃以下出炉；
9)成品轧：成品轧制0.25±0.005mm。
10)拉弯矫直。矫直后的版型控制在5I以内。
11)清洗。
实施例4
该铜合金的具体制备步骤为：
1)配料：按照铜合金的组分配比进行称料；
2)熔炼；将Cu、Ni、Si、Zn加入熔炼炉中升温熔化，全部熔化后，加入玻璃进行覆盖；随后将温度升至1330℃，加入Fe片，待Fe片全部熔化后，将铜液温度升至1400℃，保温20min；然后将温度降至1250℃，加入磷铜合金，保温15min后将温度控制在1250℃进行捞渣，捞渣结束后添加冰晶石、碳酸钠进行覆盖，冰晶石、碳酸钠的质量比例1：1，加入铜镁合金和稀土，结束后保温至开始浇铸。
3)半连铸铸造：控制铜液温度1230～1260℃，随后打开冷却水，控制水压在120Kpa，再旋动塞棒进行拉铸，待结晶器内铜液高度到达结晶器的三分之二时，启动牵引机，拉铸速度为50mm/min，震动器的频率65次/min，振幅3～6mm，结晶器一次冷却水流量25m3/h，进水温度20～28℃，出水温度控制在40～50℃；采用独立二次冷却水系统，二次冷却水进水温度20～28℃，进水流量10m3/h，出水温度控制在45～55℃，铸锭规格为厚230±2mm，宽620±4mm。
4)热轧并在线固溶：铸锭加热温度1040℃，保温时间2.6h，热轧开始温度995℃，终轧温度控制在795℃，在线水冷，热轧坯在15秒内冷却至85℃以下；热轧后厚度15～17mm，带宽655±5mm；
5)铣面：单面铣面量为0.6～0.8mm，铣面后厚度14.5mm。
6)粗轧：轧制厚度1.2±0.015mm。
7)切边：单边剪切为7～8mm，剪切后带宽640±0.5mm。
8)离线固溶：铜卷单张展开移动式穿过退火炉，炉内采用保护气体进行保护，固溶温度1060℃，固溶时间18～22s，出炉后在2～4s内将铜带降至95℃以下，保护气体为含H2量2～4％的N2。
9)精轧：厚度轧至0.3±0.005mm。
8)时效处理：先加热至265℃，保温1.8h，然后再加热至470℃，保温7h，最后冷却至65℃以下出炉；
9)成品轧：成品轧制0.25±0.005mm。
10)拉弯矫直。矫直后的版型控制在5I以内。
11)清洗。
对实施例的晶粒度进行检测，检测方法为采用截点法测量平均晶粒度。
对得到的实施例和对比例进行性能检测，具体数据见表2。
抗高温软化温度检测：将带材在550℃、保温30min后，检测带材的硬度，计算带材软化后硬度与原始硬度的比值，用百分数进行表示。
表1本发明实施例和对比例的化学成分/wt％
表2本发明实施例和对比例的性能
Claims (7)
1.一种铜合金，其特征在于：该铜合金的质量百分比组成为Fe：0.02～0.25wt％，P：0.01～0.4wt％，Ni：2.6～3.5wt％，Si：0.55～0.7wt％，Mg：0.05～0.15wt％，Zn：0.01～0.05wt％，稀土：0.05～0.1wt％，余量为Cu及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铜合金，其特征在于：所述稀土为La和Sr，且La的质量占比为La和Sr添加总量的20～40wt％。
3.根据权利要求1所述的铜合金，其特征在于：该铜合金的平均晶粒度为3μm以下。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的铜合金，其特征在于：该铜合金的硬度≥260HV，抗拉强度≥870MPa，屈服强度≥850MPa，导电率≥45％IACS，550℃、保温30min后带材的硬度为原始硬度的90％以上。
5.一种权利要求1至3任一权利要求所述的铜合金的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)配料：按照铜合金的组分配比进行称料；
2)熔炼；
3)半连铸铸造：控制铜液温度1200～1300℃，随后打开冷却水，控制水压在100～150Kpa，再旋动塞棒进行拉铸，拉铸速度为40～50mm/min，震动器的频率50～70次/min，振幅3～6mm，结晶器一次冷却水流量20～30m3/h，进水温度20～28℃，出水温度控制在40～50℃；采用独立二次冷却水系统，二次冷却水进水温度20～28℃，进水流量8～12m3/h，出水温度控制在45～55℃；
4)热轧并在线固溶：铸锭加热温度980℃～1050℃，保温时间2.5～3.5h，热轧开始温度960℃～1000℃，热轧加工率92～95％，终轧温度控制在750～800℃，在线水冷，热轧坯在15秒内冷却至85℃以下；
5)粗轧：加工率80～95％；
6)离线固溶：铜卷单张展开移动式穿过退火炉，炉内采用保护气体进行保护，固溶温度1000～1100℃，固溶时间18～22s，出炉后在2～4s内将铜带降至95℃以下；
7)精轧：加工率70～85％；
8)时效处理：先加热至250～290℃，保温1～2h，然后再加热至440～480℃，保温6～8h，最后冷却至65℃以下出炉；
9)成品轧：加工率14～25％。
6.根据权利要求5所述的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，熔炼的具体工艺为：将Cu、Ni、Si、Zn加入熔炼炉中升温熔化，全部熔化后，加入玻璃进行覆盖；随后将温度升至1320～1370℃，加入Fe片，待Fe片全部熔化后，将铜液温度升至1350～1400℃，保温20～30min；然后将温度降至1250℃～1300℃，加入磷铜合金，保温10～15min后将温度控制在1200～1270℃进行捞渣，捞渣结束后添加冰晶石、碳酸钠进行覆盖，加入铜镁合金和稀土，结束后保温至开始浇铸。
7.根据权利要求5所述的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，在铸造过程中，向结晶器内的铜液液面洒上冰晶石、无水硼砂和碳酸钠进行覆盖，所述冰晶石、无水硼砂和碳酸钠的质量比例为1：0.8～1.2：0.8～1.2。
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| CN109735741A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-10 | 河南科技大学 | 一种多相强化的电子封装用铜合金及其制备方法 |
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| CN109735741A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-10 | 河南科技大学 | 一种多相强化的电子封装用铜合金及其制备方法 |
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