CN115094258A - 一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高强高塑高折弯Cu‑Ni‑Si‑Co合金及其制备方法和应用，属于有色金属材料加工技术领域。本发明提供的高强高塑高折弯Cu‑Ni‑Si‑Co合金的制备方法，包括以下步骤：(1)以铜源、镍源、硅源和钴源为原料，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行热轧、温轧和退火处理，得到退火合金；所述热轧的初轧温度为960～1000℃，热轧的终轧温度≥800℃，热轧的总加工率≥90％；(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu‑Ni‑Si‑Co合金。

Description

一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有色金属材料加工技术领域，尤其涉及一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金及其制备方法和应用。
背景技术
作为集成电路封装和半导体元器件材料中的重要部件，引线框架的作用是支撑芯片、提高芯片与外界通信及工作时的散热能力，因而引线框架材料需要具有良好导电、导热性能，较高的强度和较好的塑性成形能力。近年来随着电子产业的发展，各种电子电器设备向小型化、薄型化和轻量化发展，因此对引线框架材料的性能提出了更高要求，要求制备器件所用的材料要满足更高强度、更高导电、更高折弯等性能要求。铜合金带材是理想的引线框架材料，其屈服强度必须达到800MPa以上、导电率必须达到45％IACS以上、弹性模量必须在120GPa以上；同时为了能更好的加工冲压成形，铜合金带材还必须具有良好的折弯性能，即折弯90度角不开裂。目前电子元器件、接插件、连接器及引线框架等常用的高性能铜合金主要是以Cu-Ni-Si系合金为主。Cu-Ni-Si系合金的生产工艺也朝着短流程方向发展，如今国产设备难以保证质量稳定性，国内能生产出TM02状态的Cu-Ni-Si系铜合金带材，但TM03、TM04状态的铜合金带材由于强度进一步提高，形变热处理的工艺需要改进匹配，还不能稳定生产。同时Cu-Ni-Si系合金在加工和热处理工艺过程中，形变织构和热处理织构的形成均会对其各种性能产生一定影响。如何进一步优化Cu-Ni-Si系合金的不同织构占比，提高产品的综合性能，是制约引线框架用铜合金板带进一步产业化关键问题。由于Cu-Ni-Si系合金生产成本高、工艺复杂、技术和质量要求高、采购周期长等原因，需要大量进口，为发展本国经济及技术，采用国产材料替代进口，具有十分重大的意义。
因此，提供一种能同时满足高屈服强度、高延伸率和高折弯性能等要求的Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金及其制备方法和应用，本发明提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的抗拉强度和屈服强度高，延伸性能和弹性好，晶粒细小均匀，析出相弥散分布，Brass织构、Copper织构及S型织构分布合理，折弯90°不开裂，同时具有良好的导电性能和抗应力松弛性能，能够很好的满足接触件、继电器等弹性元件材料对铜合金的性能要求。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)以铜源、镍源、硅源和钴源为原料，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行热轧、温轧和退火处理，得到退火合金；所述热轧的初轧温度为960～1000℃，热轧的终轧温度≥800℃，热轧的总加工率≥90％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述温轧的道次加工率为30～50％，温轧的总加工率为80～90％；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
优选地，所述步骤(1)中铸造的方式为水平连铸，所述水平连铸的温度为1150～1200℃，水平连铸的牵引速率为200～400mm/min。
优选地，所述步骤(2)中温轧的开轧温度为480～550℃，温轧的终轧温度为400～450℃。
优选地，所述步骤(2)中退火处理的温度为400～500℃，退火处理的保温时间为1～4h。
优选地，所述步骤(3)中开坯的总加工率为50～60％。
优选地，所述步骤(3)中连续退火处理的温度为600～800℃，连续退火处理的速度为10～50m/min。
优选地，所述步骤(3)中固溶处理的温度为800～900℃，固溶处理的保温时间为5～10min。
优选地，所述步骤(3)中时效处理的温度为400～450℃，时效处理的保温时间为10～60min。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
本发明提供了上述技术方案所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金在电子器件中的应用。
本发明提供了一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，包括以下步骤：(1)以铜源、镍源、硅源和钴源为原料，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行热轧、温轧和退火处理，得到退火合金；所述热轧的初轧温度为960～1000℃，热轧的终轧温度≥800℃，热轧的总加工率≥90％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述温轧的道次加工率为30～50％，温轧的总加工率为80～90％；(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。本发明通过热轧工艺配合冷却工艺形成在线短时快速固溶处理，再配合后续的固溶处理，能够防止合金发生完全再结晶，细化晶粒，使得晶粒在变形过程中逐渐被拉长呈纤维状，并使得合金的晶粒在冷轧变形过程中逐渐转向较硬的Brass织构和S型织构，在抑制合金晶粒异常长大的同时获得变形织构比例较大的合金；采用多道次温轧技术及较小的道次变形量，然后利用退火处理就能完全释放变形储能，使得合金不发生再结晶，晶粒在变形过程中逐渐转向较硬的变形织构，由于退火处理时不发生再结晶，从而获得较强的变形织构；利用退火处理释放温轧过程中产生的变形储能，使得合金不发生再结晶，晶粒在变形过程中逐渐转向较硬的变形织构，由于退火处理时不发生再结晶，从而获得较强的变形织构；通过连续退火可以使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力；通过对合金进行固溶处理，能够防止合金发生完全再结晶，细化晶粒，晶粒在后续变形过程中逐渐被拉长呈纤维状，并使得合金的晶粒在冷轧变形过程中逐渐转向较硬的Brass织构和S型织构，在抑制合金晶粒异常长大的同时获得变形织构比例较大的合金板材；利用时效处理使合金形成大量细小弥散且与基体共格的析出相，在确保合金塑性不显著降低的前提下，大幅度提高合金的强度。实施例的结果显示，本发明提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金，具有良好的强度和弹性，晶粒细小均匀，析出相弥散分布，Brass织构、Copper织构及S型织构分布合理；其抗拉强度为850～1000MPa，屈服强度为830～950MPa，硬度为245～300HV，断后伸长率A11.3≥5％，折弯90°不开裂，同时具有良好的导电性能和抗应力松弛性能，能够很好的满足接触件、继电器等弹性元件材料对铜合金的性能要求。
具体实施方式
本发明提供了一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)以铜源、镍源、硅源和钴源为原料，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行热轧、温轧和退火处理，得到退火合金；所述热轧的初轧温度为960～1000℃，热轧的终轧温度≥800℃，热轧的总加工率≥90％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述温轧的道次加工率为30～50％，温轧的总加工率为80～90％；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
本发明以铜源、镍源、硅源和钴源为原料，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭。
在本发明中，所述铜源优选为电解铜，所述镍源优选为单质镍，所述硅源优选为单质硅，所述钴源优选为单质钴。本发明对所述铜源、镍源、硅源和钴源的具体来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明采用上述物质作为原料，可以减少合金中的杂质，进一步提高合金的性能。
在本发明中，所述熔炼的温度优选为1240～1300℃，更优选为1260～1280℃。本发明对所述熔炼的时间没有特殊的限定，能够使原料完全熔化即可。本发明通过在上述温度下进行熔炼，既能够使原料完全熔化，又能够降低烧损，从而使原料的成分符合要求。
在本发明中，所述熔炼优选在搅拌条件下进行；所述搅拌的方式优选为人工搅拌、电磁搅拌和机械振动中的任意一种。本发明通过在熔炼过程中进行搅拌，可以使合金熔体在凝固时晶粒均匀且无明显的柱状晶，为后续在Cu-Ni-Si-Co合金中形成特定的织构及占比提供均匀良好的初始晶粒组织。
在本发明中，所述铸造的方式优选为水平连铸；所述水平连铸的温度优选为1150～1200℃，更优选为1160～1180℃；所述水平连铸的牵引速率优选为200～400mm/min，更优选为250～350mm/min，进一步优选为300～350mm/min；所述水平连铸的冷却方式优选为水冷；所述水冷时冷却水温度优选为20～30℃。本发明采用水平连铸的方式制备Cu-Ni-Si-Co合金铸锭，既节约了金属，提高了收得率，同时实现机械化和自动化，铸锭时还能实现连铸连轧，提高了生产效率；并且由于水平连铸时中间包与结晶器是直接相连，防止了二次氧化，且铜液中夹杂物易在中间包内上浮，提高了铜合金的清洁度；冷却均匀，铸坯表面质量好；通过控制水平连铸的牵引速率，既避免了牵引速度过导致产生横向裂纹，又能够避免牵引速率过小导致冷却速度过大，产生表面冷隔，影响铸锭表面质量。
得到合金铸锭后，本发明将所述合金铸锭依次进行热轧、温轧和退火处理，得到退火合金。
热轧前，本发明优选将所述合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理。在本发明中，所述保温处理的温度优选为960～1000℃，更优选为970～980℃；所述保温处理的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。本发明对升温至所述热轧温度的升温速率没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过对合金铸锭进行保温处理，可以使合金铸锭的内外温度稳定在热轧的初轧温度，便于后续的热轧。
在本发明中，所述热轧的初轧温度为960～1000℃，优选为970～980℃；所述热轧的终轧温度≥800℃，优选≥850℃；所述热轧的总加工率≥90％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水。在本发明中，当所述热轧的温度下降至900℃之前还包括总加工率60～90％的热轧加工。本发明通过热轧工艺配合冷却工艺形成在线短时快速固溶处理，再配合后续的固溶处理，能够防止合金发生完全再结晶，细化晶粒，使得晶粒在变形过程中逐渐被拉长呈纤维状，并使得合金的晶粒在冷轧变形过程中逐渐转向较硬的Brass织构和S型织构，在抑制合金晶粒异常长大的同时获得变形织构比例较大的合金。
热轧结束后，本发明优选对所述热轧的产物进行铣面；所述铣面的铣削量优选为上刀0.5mm，下刀0.5mm。本发明通过进行铣面，可以去除产物表层的氧化物。
在本发明中，所述温轧的开轧温度优选为480～550℃，更优选为500～520℃；所述温轧的终轧温度优选为400～450℃，更优选为420～440℃；所述温轧的道次加工率为30～50％，优选为35～45％，更优选为40～45％；所述温轧的总加工率为80～90％，优选为85～90％。本发明采用多道次温轧技术及较小的道次变形量，然后利用退火处理就能完全释放变形储能，使得合金不发生再结晶，晶粒在变形过程中逐渐转向较硬的变形织构，由于退火处理时不发生再结晶，从而获得较强的变形织构。
温轧结束后，本发明优选对所述温轧的产物进行毛边处理；所述毛边处理的方式优选切去宽展不均匀部分。本发明通过进行毛边处理，可以提高合金的表面质量。
在本发明中，所述退火处理的温度优选为400～500℃，更优选为450～480℃；所述退火处理的保温时间优选为1～4h，更优选为2～3h。本发明利用退火处理释放温轧过程中产生的变形储能，使得合金不发生再结晶，晶粒在变形过程中逐渐转向较硬的变形织构，由于退火处理时不发生再结晶，从而获得较强的变形织构。
得到退火合金后，本发明将所述退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
在本发明中，所述开坯的总加工率为50～60％。本发明对所述开坯的加工道次没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过开坯，进一步降低合金的厚度，从而保证得到所需规格的合金。
在本发明中，所述连续退火处理的温度优选为600～800℃，更优选为650～750℃，进一步优选为700℃；所述连续退火处理的速度优选为10～50m/min，更优选为20～40m/min，进一步优选为30m/min。本发明通过连续退火可以使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力。
在本发明中，所述预精轧的总加工率优选为50～70％，更优选为55～65％，进一步优选为60％。本发明对所述预精轧的道次数和单道次的变形量没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定。本发明通过对其进行预精轧，进一步降低合金的尺寸。
在本发明中，所述固溶处理的温度优选为800～900℃，更优选为850℃；所述固溶处理的保温时间优选为5～10min，更优选为6～8min。本发明通过对合金进行固溶处理，能够防止合金发生完全再结晶，细化晶粒，晶粒在后续变形过程中逐渐被拉长呈纤维状，并使得合金的晶粒在冷轧变形过程中逐渐转向较硬的Brass织构和S型织构，在抑制合金晶粒异常长大的同时获得变形织构比例较大的合金板材。
在本发明中，所述精轧的总加工率优选为40～50％，更优选为45％；所述精轧的产物的厚度优选为0.08～1.0mm，更优选为0.1～0.9mm，进一步优选为0.2～0.8mm。本发明对所述精轧的具体操作没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过精轧工艺可以使高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的最终尺寸达到技术要求。
在本发明中，所述时效处理的温度优选为400～450℃；所述时效处理的保温时间优选为10～60min，更优选为20～50min，进一步优选为30～40min。本发明利用短时低温时效使合金形成大量细小弥散且与基体共格的析出相，在确保合金塑性不显著降低的前提下，大幅度提高合金的强度。
在本发明中，按质量百分比计，所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金优选包括以下成分：Ni：0.8～2.8％，Si：0.1～2.0％，Co：0.1～1.5％和余量的铜，进一步优选为：Ni：1.0～2.5％，Si：0.2～1.8％，Co：0.2～1.2％和余量的铜，更优选为：Ni：1.0～2.0％，Si：0.4～1.5％，Co：0.5～1.1％和余量的铜。本发明将所述Cu-Ni-Si-Co合金的合金成分控制在上述范围内，可以进一步提高合金的强度、塑性和抗弯性能。
本发明通过控制制备方法中道次压下量、总变形量，热处理工艺等参数，能确保本发明制备的Cu-Ni-Si-Co合金的Brass织构、Copper织构和S型织构所占的比例满足要求；制备方法简单、操作方便、可以有效改善Cu-Ni-Si-Co合金带材基体中织构的组成及所占体积分数，在确保Cu-Ni-Si-Co合金强度、延伸率满足合金性能要求的前提下，有效提高Cu-Ni-Si-Co合金的折弯性能，适于工业化应用，为电子电气用Cu-Ni-Si-Co合金材料的制备提供了切实可行的技术；采用水平连铸的方式生产Cu-Ni-Si-Co合金铸锭，实现了连续化生产，设备要求不高，大部分铜板带加工企业均可实现，可适用于制造引线框架材等铜薄板电子器件。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
在本发明中，所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的厚度优选为0.08～1.0mm，更优选为0.1～0.9mm，进一步优选为0.2～0.8mm。本发明将高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的厚度控制在上述范围内，有利于制备弹性元件材料和/或引线框架。
在本发明中，所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的织构类型优选为：Brass织构({011}<211>)的占比为≥10％、Copper织构({112}<111>)的占比为≥20％、S型织构({123}<634>)的占比为≥30％、基面随机异质(BRH)织构≥10％，和余量的其他类型的织构。在本发明中，所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的织构类型占比优选满足：Brass织构+Copper织构+S型织构≥70％。在本发明中，所述织构占比优选由EBSD数据统计获得。在本发明中，Brass织构能够增强铜合金板带材的塑性加工性能，Copper织构能够提高铜合金板带材的折弯性能，S型织构所占比例较高时，能够降低铜合板带材的各向异性，使得铜合金带材呈现出更高的力学性能，引入的基面随机异质织构(BRH)织构，能够同时大幅度的提高铜合金的强度和塑性；本发明将高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的织构占比控制在上述范围内时，可以在保证良好的力学性能的同时，使其具有较高的折弯性能。
本发明提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金，具有良好的强度和弹性，晶粒细小均匀，析出相弥散分布，Brass织构、Copper织构及S型织构分布合理；其抗拉强度为850～1000MPa，屈服强度为830～950MPa，硬度为245～300HV，断后伸长率A11.3≥5％，折弯90°不开裂，同时具有良好的导电性能和抗应力松弛性能，能够很好的满足接触件、继电器等弹性元件材料对铜合金的性能要求。
本发明提供了上述技术方案所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金在电子器件中的应用。
在本发明中，所述电子器件优选包括接触件和继电器。在本发明中，所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金优选以弹性元件材料和/或引线框架的方式应用到电子器件中。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，由以下步骤组成：
(1)以电解铜、单质镍、单质硅和单质钴混合后，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；所述熔炼的温度为1260℃；所述熔炼在机械搅拌条件下进行；所述铸造的方式为水平连铸；所述水平连铸的温度为1180℃；所述水平连铸的牵引速率为350mm/min；所述水平连铸的冷却方式为水冷；所述水冷时冷却水的温度为26℃；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理，然后进行热轧，对热轧的产物进行铣面，再进行温轧，对所述温轧的产物进行毛边处理，最后进行退火处理，得到退火合金；所述保温处理的温度为1000℃，保温处理的时间为2h；所述热轧的初轧温度为1000℃，热轧的终轧温度为860℃，热轧的总加工率为92.5％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述铣面的铣削量为上刀0.5mm，下刀0.5mm；所述温轧的开轧温度为500℃，温轧的终轧温度为450℃，所述温轧的道次加工率为40～50％，温轧的总加工率为88％；所述毛边处理的方式为切去宽展不均匀部分；所述退火处理的温度为450℃，退火处理的保温时间为3h；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金；所述开坯的总加工率为50％；所述连续退火处理的温度为700℃，连续退火处理的速度为30m/min；所述预精轧的总加工率为55％；所述固溶处理的温度为850℃，固溶处理的保温时间为5min；所述精轧的总加工率为45％；所述时效处理的温度为450℃，时效处理的保温时间为30min。
实施例2
一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，由以下步骤组成：
(1)以电解铜、单质镍、单质硅和单质钴混合后，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；所述熔炼的温度为1300℃；所述熔炼在机械搅拌条件下进行；所述铸造的方式为水平连铸；所述水平连铸的温度为1200℃；所述水平连铸的牵引速率为300mm/min；所述水平连铸的冷却方式为水冷；所述水冷时冷却水的温度为20℃；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理，然后进行热轧，对热轧的产物进行铣面，再进行温轧，对所述温轧的产物进行毛边处理，最后进行退火处理，得到退火合金；所述保温处理的温度为1000℃，保温处理的时间为3h；所述热轧的初轧温度为1000℃，热轧的终轧温度为870℃，热轧的总加工率为95％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述铣面的铣削量为上刀0.5mm，下刀0.5mm；所述温轧的开轧温度为550℃，温轧的终轧温度为450℃，所述温轧的道次加工率为40～50％，温轧的总加工率为85％；所述毛边处理的方式为切去宽展不均匀部分；所述退火处理的温度为430℃，退火处理的保温时间为2h；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金；所述开坯的总加工率为50％；所述连续退火处理的温度为700℃，连续退火处理的速度为30m/min；所述预精轧的总加工率为55％；所述固溶处理的温度为850℃，固溶处理的保温时间为8min；所述精轧的总加工率为45％；所述时效处理的温度为450℃，时效处理的保温时间为30min。
实施例3
一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，由以下步骤组成：
(1)以电解铜、单质镍、单质硅和单质钴混合后，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；所述熔炼的温度为1280℃；所述熔炼在机械搅拌条件下进行；所述铸造的方式为水平连铸；所述水平连铸的温度为1190℃；所述水平连铸的牵引速率为300mm/min；所述水平连铸的冷却方式为水冷；所述水冷时冷却水的温度为28℃；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理，然后进行热轧，对热轧的产物进行铣面，再进行温轧，对所述温轧的产物进行毛边处理，最后进行退火处理，得到退火合金；所述保温处理的温度为1000℃，保温处理的时间为3h；所述热轧的初轧温度为1000℃，热轧的终轧温度为820℃，热轧的总加工率为93％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述铣面的铣削量为上刀0.5mm，下刀0.5mm；所述温轧的开轧温度为520℃，温轧的终轧温度为400℃，所述温轧的道次加工率为40～50％，温轧的总加工率为85％；所述毛边处理的方式为切去宽展不均匀部分；所述退火处理的温度为460℃，退火处理的保温时间为3h；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金；所述开坯的总加工率为50％；所述连续退火处理的温度为700℃，连续退火处理的速度为30m/min；所述预精轧的总加工率为55％；所述固溶处理的温度为850℃，固溶处理的保温时间为6min；所述精轧的总加工率为45％；所述时效处理的温度为450℃，时效处理的保温时间为30min。
实施例4
一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，由以下步骤组成：
(1)以电解铜、单质镍、单质硅和单质钴混合后，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；所述熔炼的温度为1270℃；所述熔炼在机械搅拌条件下进行；所述铸造的方式为水平连铸；所述水平连铸的温度为1185℃；所述水平连铸的牵引速率为320mm/min；所述水平连铸的冷却方式为水冷；所述水冷时冷却水的温度为28℃；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理，然后进行热轧，对热轧的产物进行铣面，再进行温轧，对所述温轧的产物进行毛边处理，最后进行退火处理，得到退火合金；所述保温处理的温度为1000℃，保温处理的时间为2.5h；所述热轧的初轧温度为1000℃，热轧的终轧温度为860℃，热轧的总加工率为97％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述铣面的铣削量为上刀0.5mm，下刀0.5mm；所述温轧的开轧温度为550℃，温轧的终轧温度为450℃，所述温轧的道次加工率为40～50％，温轧的总加工率为88％；所述毛边处理的方式为切去宽展不均匀部分；所述退火处理的温度为440℃，退火处理的保温时间为2h；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金；所述开坯的总加工率为50％；所述连续退火处理的温度为700℃，连续退火处理的速度为30m/min；所述预精轧的总加工率为55％；所述固溶处理的温度为850℃，固溶处理的保温时间为7min；所述精轧的总加工率为45％；所述时效处理的温度为450℃，时效处理的保温时间为40min。
实施例5
一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，由以下步骤组成：
(1)以电解铜、单质镍、单质硅和单质钴混合后，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；所述熔炼的温度为1260℃；所述熔炼在机械搅拌条件下进行；所述铸造的方式为水平连铸；所述水平连铸的温度为1200℃；所述水平连铸的牵引速率为300mm/min；所述水平连铸的冷却方式为水冷；所述水冷时冷却水的温度为26℃；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理，然后进行热轧，对热轧的产物进行铣面，再进行温轧，对所述温轧的产物进行毛边处理，最后进行退火处理，得到退火合金；所述保温处理的温度为1000℃，保温处理的时间为3h；所述热轧的初轧温度为1000℃，热轧的终轧温度为850℃，热轧的总加工率为96％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述铣面的铣削量为上刀0.5mm，下刀0.5mm；所述温轧的开轧温度为500℃，温轧的终轧温度为400℃，所述温轧的道次加工率为40～50％，温轧的总加工率为86％；所述毛边处理的方式为切去宽展不均匀部分；所述退火处理的温度为450℃，退火处理的保温时间为2h；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金；所述开坯的总加工率为50％；所述连续退火处理的温度为700℃，连续退火处理的速度为30m/min；所述预精轧的总加工率为55％；所述固溶处理的温度为850℃，固溶处理的保温时间为5min；所述精轧的总加工率为45％；所述时效处理的温度为450℃，时效处理的保温时间为35min。
实施例6
一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，由以下步骤组成：
(1)以电解铜、单质镍、单质硅和单质钴混合后，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；所述熔炼的温度为1290℃；所述熔炼在机械搅拌条件下进行；所述铸造的方式为水平连铸；所述水平连铸的温度为1195℃；所述水平连铸的牵引速率为330mm/min；所述水平连铸的冷却方式为水冷；所述水冷时冷却水的温度为20℃；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭加热至热轧的温度进行保温处理，然后进行热轧，对热轧的产物进行铣面，再进行温轧，对所述温轧的产物进行毛边处理，最后进行退火处理，得到退火合金；所述保温处理的温度为1000℃，保温处理的时间为3h；所述热轧的初轧温度为1000℃，热轧的终轧温度为860℃，热轧的总加工率为95％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述铣面的铣削量为上刀0.5mm，下刀0.5mm；所述温轧的开轧温度为530℃，温轧的终轧温度为440℃，所述温轧的道次加工率为40～50％，温轧的总加工率为87％；所述毛边处理的方式为切去宽展不均匀部分；所述退火处理的温度为460℃，退火处理的保温时间为3h；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金；所述开坯的总加工率为50％；所述连续退火处理的温度为700℃，连续退火处理的速度为30m/min；所述预精轧的总加工率为55％；所述固溶处理的温度为850℃，固溶处理的保温时间为7min；所述精轧的总加工率为45％；所述时效处理的温度为450℃，时效处理的保温时间为30min。
对比例1
市售TM06状态的厚度为0.1mm的C7035铜合金带材。
对比例2
市售TM04状态的厚度为0.1mm的C7035铜合金带材。
实施例1～6制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金和对比例1～2提供的C7035铜合金带材的合金成分如表1所示。
表1实施例1～6提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金和对比例1～2提供的C7035铜合金带材的合金成分
Figure BDA0003743257880000141
由表1可以看出，本发明提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的合金成分与现有技术提供的铜合金带材的合金成分相近。
实施例1～6制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金和对比例1～2提供的C7035铜合金带材的性能如表2所示。
表2实施例1～6制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金和对比例1～2提供的C7035铜合金带材的性能
Figure BDA0003743257880000151
由表2可以看出，本发明提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的抗拉强度和屈服强度与现有的铜合金带材相比十分接近或者略有提高，同时延伸性能得到了大幅度的提高。
实施例1～6制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金和对比例1～2提供的C7035铜合金带材的织构类型如表3所示。
表3实施例1～6制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金和对比例1～2提供的C7035铜合金带材的织构类型
Figure BDA0003743257880000152
Figure BDA0003743257880000161
由表3可以看出，本发明提供的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金中的织构类型为：Brass织构({011}<211>)的占比为≥10％、Copper织构({112}<111>)的占比为≥20％、S型织构({123}<634>)的占比为≥30％、基面随机异质(BRH)织构≥10％，和现有的铜合金带材具有较大的差异。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)以铜源、镍源、硅源和钴源为原料，依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭依次进行热轧、温轧和退火处理，得到退火合金；所述热轧的初轧温度为960～1000℃，热轧的终轧温度≥800℃，热轧的总加工率≥90％；所述热轧的冷却方式为水冷，所述水冷的方式为喷淋冷却水；所述温轧的道次加工率为30～50％，温轧的总加工率为80～90％；
(3)将所述步骤(2)得到的退火合金依次进行开坯、连续退火处理、预精轧、固溶处理、精轧和时效处理，得到高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铸造的方式为水平连铸，所述水平连铸的温度为1150～1200℃，水平连铸的牵引速率为200～400mm/min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中温轧的开轧温度为480～550℃，温轧的终轧温度为400～450℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中退火处理的温度为400～500℃，退火处理的保温时间为1～4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中开坯的总加工率为50～60％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中连续退火处理的温度为600～800℃，连续退火处理的速度为10～50m/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中固溶处理的温度为800～900℃，固溶处理的保温时间为5～10min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中时效处理的温度为400～450℃，时效处理的保温时间为10～60min。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金。
10.权利要求9所述高强高塑高折弯Cu-Ni-Si-Co合金在电子器件中的应用。
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