錫黃銅帶及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種錫黃銅帶及其制造方法，屬于銅合金的【技術領域】，含有以下重量百分比的銅73-77%、錫0.5-1.5%、鐵≤0.3%、鎳≤0.3%、鉛≤0.01%，余量為鋅。本發(fā)明錫黃銅帶的抗拉強度可以達到800MPa以上，屈服強度可以達到760MPa以上，且導電率達到25%AICS左右，且價格同比C5210低2萬元左右。完全滿足電氣、電子零部件用材料所需的高抗拉強度、高屈服強度、高彈性，優(yōu)良的導電率、耐應力松弛性、耐應力腐蝕開裂性，及低價格等優(yōu)良特性。
【專利說明】錫黃銅帶及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開一種錫黃銅帶及其制造方法，屬于銅合金的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電氣、電子部件的連接器趨向于小型化、薄形化發(fā)展，要求用于制造連接器的銅合金在具有良好的強度和沖壓成形性的同時還要求具備較高的導電率、抗蠕變特性。
[0003]就連接器而言，在插拔時對彎曲部位要求具有不發(fā)生塑性變形的強度。電線的壓接、嵌合接合所需求的抗拉強度為650MPa以上，最好在700MPa以上，更好在750MPa以上，屈服強度要求在600MPa以上，最好在650MPa —起上，更好在700MPa以上。
[0004]以前，連接器用銅合金大多使用普通黃銅和錫磷青銅。其中，黃銅作為低價格材料而被采用，但其材質為SH的抗拉強度和屈服強度典型值為640MPa和570MPa，顯然很難滿足連接器在強度上的要求，而且其不具備良好的耐應力松弛性和耐應力腐蝕開裂性。錫磷青銅雖然具備高的強度和良好的耐應力松弛性、耐應力腐蝕開裂性，但其導電率較低，只有12%IACS左右，在連接器通電過程中會產生很大的熱量，只有銅合金材料導電率達到20%IACS以上，才能有效的抑制通電時產生的熱量。而且錫磷青銅的價格方面存在價格高的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高性能、低價格的錫黃銅帶及其制造方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:
[0007]一種錫黃銅帶，含有以下重量百分比的銅73-77%、錫0.5-1.5%、鐵< 0.3%、鎳≤0.3%、鉛≤0.01%，余量為鋅。
[0008]本發(fā)明錫黃銅帶的制造方法，包括如下步驟:
[0009](I)原料的選取:原料由鍍錫黃銅角料、電解銅、H70黃銅邊角料、錫條組成，其中，電解銅、錫條的二者重量和占原料總重量的10-50%，余量為H70黃銅邊角料和鍍錫黃銅角料；(2)熔煉；(3)水平連鑄；(4)銑面；(5)繞卷，采用小加工率軋制，主要目的是改變水平連鑄坯的鑄造組織；(6)第一次退火，屬均勻化退火熱處理，起到減少鑄造時的組織偏析的作用；(7)粗軋，正常的壓力加工過程，考慮來料的鑄造組織向加工組織的轉變不是很徹底，選用的加工率小于50%的范圍內；(8)第二次退火，屬再結晶軟化退火熱處理；(9)中間軋制，隨著加工組織的形成，選用50%左右的加工率生產；(10)第三次退火，屬再結晶軟化退火熱處；(11)中間軋制，選用超過50%的加工率生產；(12)酸洗剪邊，去除碎邊，清除表面氧化物；(13)第四次退火，屬再結晶軟化退火熱處理；(14)酸洗，去除銅材表面的氧化物、灰分；(15)精軋，正常的加工過程，起到呈上啟下的作用；(16)第五次退火；(17)酸洗，去除銅材表面的氧化物、灰分；(18)精軋，屬預精軋控制軋制，一方面給成品軋制留足加工率，另一方面為成品晶粒組織的細化、均勻性給與充足的變形能；(19)第六次退火，再結晶軟化退火，同時，控制好成品晶粒度；(20)酸洗，去除銅材表面的氧化物、灰分；(21)成品軋制，確保交貨時的機械性能；(22)拉彎矯，確保交貨時的銅材板型；(23)第七次退火，去應力低溫退火，起到提高彈性極限的作用；(24)成品酸洗鈍化處理，確保成品表面干凈、防氧化；(25)成品剪切、檢驗、包裝入庫。
[0010]所述步驟(1)中，電解銅、H70黃銅邊角料、錫條之間的重量比為50:55:1。
[0011]所述步驟(2)中，熔化爐轉爐溫度1150-1220°C。轉爐前需進行實際溫度檢測。熔化后需進行表面銅水表面覆蓋，可選用經鍛燒干燥的木炭，起到銅水排氣除氧的作用。
[0012]所述步驟(3)中，保溫爐拉鑄控制溫度1050-1110°C，保溫爐液面高度差控制在小于20厘米，保持相對平衡的鑄造壓力。鑄坯端面的溫度差控制在50°C以下。鑄坯表面要光滑。
[0013]所述步驟(4)中，上下面各銑掉0.7-0.8_。銑面后表面不能有氧化物、壓屑、壓坑。有條件的在銑面卷取時進行夾紙。
[0014]所述步驟(6)的退火溫度為670_690°C、保溫時間為7_9小時；步驟(8)的退火溫度為560°C、保溫時間為5.5小時；步驟(10)的退火溫度為480°C、保溫時間為5小時；步驟
(13)的退火溫度為460°C、保溫時間為5小時；步驟(16)的退火溫度為450°C、保溫時間為5小時；步驟(19)的退火溫度為400°C、保溫時間為5小時；步驟(23)的退火溫度為200—245°C、保溫時間為4小時。
[0015]本發(fā)明錫黃銅帶中，少量的錫有使合金抗拉強度、屈服強度等機械性能改善的效果。但是錫含量的增加會使合金導電率下降，且在與鋅共存的情況下，會加劇境界偏析，降低合金加工性。為了控制合金導電率，錫的含量必須在不超過1.8%的范圍，且當錫含量超過1.5%時反而會降低黃銅的性能。但是錫的含量小于0.3%時，機械性能改善的效果就不能體現。錫的另外一個重要作用就是抑制黃銅脫鋅，提高黃銅的耐蝕性能。
[0016]本發(fā)明錫黃銅帶中，通過添加鋅從而使合金的強度、彈性得到提高，并且鋅比銅價格低，因此希望可以添加更多的鋅。但鋅添加量超過20%時，在與錫共存的情況下，將發(fā)生晶界偏析，從而降低其加工性。且其耐腐蝕性、耐應力腐蝕開裂性也隨著降低。鋅添加量低于23%時，其抗拉強度、屈服強度等強度和彈性不足，并且鍍錫黃銅角料在溶解時將會吸收許多氫氣，從而使鑄坯容易產生氣孔。但鋅含量太少時，從經濟角度看，是不利的，因此鋅含量控制在23-27%范圍較好。
[0017]總之，本發(fā)明錫黃銅帶的抗拉強度可以達到SOOMPa以上，屈服強度可以達到760MPa以上，且導電率達到25%AICS左右，且價格同比C5210低2萬元左右。完全滿足電氣、電子零部件用材料所需的高抗拉強度、高屈服強度、高彈性，優(yōu)良的導電率、耐應力松弛性、耐應力腐蝕開裂性，及低價格等優(yōu)良特性。
【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]一種錫黃銅帶的制造方法，包括如下步驟:
[0020](1)原料的選取:原料由鍍錫黃銅角料、電解銅、H70黃銅邊角料、錫條組成，其中，電解銅、錫條的二者重量和占原料總重量的30%，余量為H70黃銅邊角料和鍍錫黃銅角料，且電解銅、H70黃銅邊角料、錫條之間的重量比為50:55:1。(2)熔煉，熔化爐轉爐溫度控制在1170±15°C ;(3)水平連鑄；鑄造工藝:拉10-15_、反推一(0-1.6)_停2_5秒、反推二(1-1.8mm)，保溫爐拉鑄控制溫度1075± 10°C、鑄坯厚度16mm，保溫爐液面高度差控制在小于20厘米，鑄坯端面的溫度差控制在50°C以下；(4)銑面，上下面各銑掉0.7-0.8mm； (5)繞卷(14.5 — 13.0mm) ； (6)第一次退火；(7)粗軋(13.3mm軋至8.5mm) ； (8)第二次退火；(9)中間軋制(8.5mm軋至4.5mm) ； (10)第三次退火；(11)中間軋制(4.5mm軋至1.7mm)；(12)酸洗剪邊；(13)第四次退火;(14)酸洗；(15)精軋(1.7mm軋至0.85mm) ; (16)第五次退火；(17)酸洗；(18)精軋(0.85mm軋至0.393mm，此為留底軋制，控制最終成品加工率來控制成品性能)；(19)第六次退火；(20)酸洗；(21)成品軋制(0.393mm軋至0.15mm)；
(22)拉彎矯；(23)第七次退火；(24)成品酸洗鈍化處理；(25)成品剪切、檢驗、包裝入庫。
[0021]其中，步驟(6)的退火溫度為690°C、保溫時間為8小時；步驟(8)的退火溫度為560°C、保溫時間為5.5小時；步驟(10)的退火溫度為480°C、保溫時間為5小時；步驟(13)的退火溫度為460°C、保溫時間為5小時；步驟(16)的退火溫度為450°C、保溫時間為5小時；步驟(19)的退火溫度為400°C、保溫時間為5小時；步驟(23)的退火溫度為245°C、保溫時間為4小時。
[0022]原料管理對水平連鑄坯的質量控制很關鍵，所選用角料在使用前要求進行脫水、脫油，并經300°C烘干處理。原則上選用Tl電解銅，電解銅表面應潔凈，表面綠色附著物總面積不大于5%，表面5mm以上的園頭密集結?？偯娣e不大于單面面積的10% ;選用Zn_0H70黃銅邊角料，表面不允許有溶洞、夾層、浮渣及外來夾雜物；選用Sn-O錫錠，錫錠應潔凈，無腐蝕、無錫疫、無毛刺和外來夾雜物。
[0023]通過上述工藝制備出來的錫黃銅帶，含有以下重量百分比的銅75.0-75.7%、錫
0.75-0.84%、鐵≤0.3%、鎳≤0.3%、鉛≤0.01%，余量為鋅。
[0024]同時，通過上述工藝制備出來的錫黃銅帶具有以下性能:抗拉強度:756~768MPa, Hv:232 ~243，延伸率:2.5% ~4.4%。
[0025]實施例2
[0026]一種錫黃銅帶的制造方法，包括如下步驟:
[0027](I)原料的選取:原料由鍍錫黃銅角料、電解銅、H70黃銅邊角料、錫條組成，其中，電解銅、錫條的二者重量和占原料總重量的25%，余量為H70黃銅邊角料和鍍錫黃銅角料，且電解銅、H70黃銅邊角料、錫條之間的重量比為50:55:1。(2)熔煉，熔化爐轉爐控制溫度1180±15°C ;(3)水平連鑄；鑄造工藝:拉10-15_、反推一(0-1.6)_停2_5秒、反推二(1-1.8mm)，保溫爐拉鑄控制溫度1080± 10°C、鑄坯厚度16mm，保溫爐液面高度差控制在小于20厘米，鑄坯端面的溫度差控制在50°C以下；(4)銑面，上下面各銑掉0.7-0.8mm； (5)繞卷(14.5 — 13.3mm) ； (6)第一次退火；(7)粗軋(13.3mm軋至8.5mm) ； (8)第二次退火；(9)中間軋制(8.5mm軋至4.3mm) ； (10)第三次退火；(11)中間軋制(4.3mm軋至2.0mm)；(12)酸洗剪邊；(13)第四次退火;(14)酸洗；(15)精軋(2.0mm軋至1.0mm) ; (16)第五次退火；(17)酸洗；(18)精軋(1.0mm軋至0.5mm,此為留底軋制，控制最終成品加工率來控制成品性能)；(19)第六次退火;(20)酸洗;(21)成品軋制(0.5mm軋至0.4mm) ; (22)拉彎矯；(23)第七次退火；(24)成品酸洗鈍化處理；(25)成品剪切、檢驗、包裝入庫。
[0028]其中，步驟(6)的退火溫度為680°C、保溫時間為8.5小時；步驟(8)的退火溫度為560°C、保溫時間為5.5小時；步驟(10)的退火溫度為480°C、保溫時間為5小時；步驟(13)的退火溫度為460°C、保溫時間為5小時；步驟(16)的退火溫度為450°C、保溫時間為5小時；步驟(19)的退火溫度為400°C、保溫時間為5小時；步驟(23)的退火溫度為200°C、保溫時間為4小時。
[0029]原料管理對水平連鑄坯的質量控制很關鍵，所選用角料在使用前要求進行脫水、脫油，并經300°C烘干處理。原則上選用Tl電解銅，電解銅表面應潔凈，表面綠色附著物總面積不大于5%，表面5mm以上的園頭密集結?？偯娣e不大于單面面積的10% ;選用Zn_0H70黃銅邊角料，表面不允許有溶洞、夾層、浮渣及外來夾雜物；選用Sn-O錫錠，錫錠應潔凈，無腐蝕、無錫疫、無毛刺和外來夾雜物。
[0030]通過上述工藝制備出來的錫黃銅帶，含有以下重量百分比的銅74.9-75.5%、錫
0.70-0.76%、鐵≤0.3%、鎳≤0.3%、鉛≤0.01%，余量為鋅。
[0031]同時，通過上述工藝制備出來的錫黃銅帶具有以下性能:抗拉強度:620_630MPa、HV: 195-205、延伸率:5% ~7%。
[0032]實施例3
[0033]一種錫黃銅帶的制造方法，包括如下步驟:
[0034](I)原料的選取:原料由鍍錫黃銅角料、電解銅、H70黃銅邊角料、錫條組成，其中，電解銅、錫條的二者重量和占原料總重量的22%，余量為H70黃銅邊角料和鍍錫黃銅角料，且電解銅、H70黃銅邊角料、錫條之間的重量比為50:55:1。(2)熔煉，熔化爐轉爐控制溫度1185±15°C ;(3)水平連鑄；鑄造工藝:拉10-15_、反推一(0-1.6)_停2-5秒、反推二(1-1.8mm)，保溫爐拉鑄控制溫度1085± 10°C、鑄坯厚度16mm，保溫爐液面高度差控制在小于20厘米，鑄坯端面的溫度差控制在50°C以下；(4)銑面，上下面各銑掉0.7-0.8mm； (5)繞卷(14.5 — 13.3mm) ； (6)第一次退火；(7)粗軋(13.3mm軋至8.5mm) ； (8)第二次退火；
(9)中間軋制(8.5mm軋至4.0mm) ； (10)第三次退火；(11)中間軋制(4.0mm軋至1.5mm)；
(12)酸洗剪邊；(13)第四次退火;(14)酸洗；(15)精軋(1.5mm軋至0.705mm) ; (16)第五次退火；(17)酸洗；(18)精軋(0.705mm軋至0.6_，此為留底軋制，控制最終成品加工率來控制成品性能)；(19)第六次退火；(20)酸洗；(21)成品軋制(0.6mm軋至0.5mm) ;(22)拉彎矯；(23)第七次退火；(24)成品酸洗鈍化處理；(25)成品剪切、檢驗、包裝入庫。
[0035]其中，步驟(6)的退火溫度為670°C、保溫時間為9小時；步驟(8)的退火溫度為560°C、保溫時間為5.5小時；步驟(10)的退火溫度為480°C、保溫時間為5小時；步驟(13)的退火溫度為460°C、保溫時間為5小時；步驟(16)的退火溫度為450°C、保溫時間為5小時；步驟(19)的退火溫度為400°C、保溫時間為5小時；步驟(23)的退火溫度為200°C、保溫時間為4小時。
[0036]原料管理對水平連鑄坯的質量控制很關鍵，所選用角料在使用前要求進行脫水、脫油，并經300°C烘干處理。原則上選用Tl電解銅，電解銅表面應潔凈，表面綠色附著物總面積不大于5%，表面5mm以上的園頭密集結粒總面積不大于單面面積的10% ;選用Zn_0H70黃銅邊角料，表面不允許有溶洞、夾層、浮渣及外來夾雜物；選用Sn-O錫錠，錫錠應潔凈，無腐蝕、無錫疫、無毛刺和外來夾雜物。
[0037]通過上述工藝制備出來的錫黃銅帶，含有以下重量百分比的銅74.1-74.8%、錫
0.65-0.70%、鐵≤0.3%、鎳≤0.3%、鉛≤0.01%，余量為鋅。
[0038]同時，通過上述工藝制備出來的錫黃銅帶具有以下性能:抗拉強[0039]度:492_513MPa、HV: 156-167、延伸率:17% ~19%。
[0040]1.本發(fā)明錫黃銅帶物理性能比較
[0041]
【權利要求】
1.一種錫黃銅帶，其特征在于:含有以下重量百分比的銅73-77%、錫0.5-1.5%、鐵(0.3%、鎳≤0.3%、鉛≤0.01%，余量為鋅。
2.一種如權利要求1所述的錫黃銅帶的制造方法，其特征在于包括如下步驟: (O原料的選取:原料由鍍錫黃銅角料、電解銅、H70黃銅邊角料、錫條組成，其中，電解銅、錫條的二者重量和占原料總重量的10-50%，余量為H70黃銅邊角料和鍍錫黃銅角料；(2)熔煉；(3)水平連鑄；(4)銑面；(5)繞卷；(6)第一次退火；(7)粗軋；(8)第二次退火；(9)中間軋制；(10)第三次退火；(11)中間軋制；(12)酸洗剪邊；(13)第四次退火；(14)酸洗；(15)精軋；(16)第五次退火；(17)酸洗；(18)精軋；(19)第六次退火；(20)酸洗；(21)成品軋制；(22)拉彎矯；(23)第七次退火；(24)成品酸洗鈍化處理；(25)成品剪切、檢驗、包裝入庫。
3.如權利要求2所述的錫黃銅帶的制造方法，其特征在于:所述步驟(1)中，電解銅、H70黃銅邊角料、錫條之間的重量比為50:55:1。
4.如權利要求2所述的錫黃銅帶的制造方法，其特征在于:所述步驟(2)中，熔化爐轉爐溫度 1150-1220°C。
5.如權利要求2所述的錫黃銅帶的制造方法，其特征在于:所述步驟(3)中，保溫爐拉鑄控制溫度1050-1110°C，保溫爐液面高度差控制在小于20厘米，鑄坯端面的溫度差控制在50°C以下。
6.如權利要求2所述的錫黃銅帶的制造方法，其特征在于:所述步驟(4)中，上下面各銑掉 0.7-0.8_。
7.如權利要求2所述的錫黃銅帶的制造方法，其特征在于:所述步驟(6)的退火溫度為670-690°C、保溫時間為7-9小時；步驟(8)的退火溫度為560°C、保溫時間為5.5小時；步驟(10)的退火溫度為480°C、保溫時間為5小時；步驟(13)的退火溫度為460°C、保溫時間為5小時；步驟(16)的退火溫度為450°C、保溫時間為5小時；步驟(19)的退火溫度為400°C、保溫時間為5小時；步驟(23)的退火溫度為200— 245°C、保溫時間為4小時。
【文檔編號】C22C1/02GK103602852SQ201310551951
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權日:2013年11月8日
【發(fā)明者】錢高祥, 張舟逸 申請人:浙江八達銅業(yè)有限公司