一种锡黄铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术属于合金技术领域，具体涉及一种锡黄铜合金及其制备方法。本发明专利技术提供了一种锡黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：Ni0.25～0.50％，Fe0.15～0.50％，P0.02～0.08％，Sn0.3～1.5％，Cu64～80％，Zn为余量。实验结果表明，本发明专利技术提供的锡黄铜合金的抗拉强度为560～720MPa，屈服强度为520～680MPa，伸长率为1～15％，导电率为22～27％IACS，150℃下1000h的抗应力松弛率为70～80％，带材横截面方向经90°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0.5，纵截面方向经90°折弯不出现裂纹的R/T最小值为1.5；脱锌比例<10％，耐腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种锡黄铜合金及其制备方法
本专利技术属于合金
，具体涉及一种锡黄铜合金及其制备方法。
技术介绍
锡磷青铜合金具有强度高、弹性优良、耐蚀耐磨、耐疲劳、抗磁、易钎焊、加工性能良好的优点，被广泛用于电子通讯、电气设备、仪表和机械行业中，制造端子接插件、继电器、接触器、触头、弹簧、熔断保护器、转换开关等接插件，以及滑动轴承、摩擦片等弹性元件，是目前应用最广泛的铜合金弹性材料。随着现代化科学技术的发展，弹性元件对锡磷青铜合金材料的需求量日益增多，质量要求也不断提高，对锡磷青铜的综合性能，尤其对锡磷青铜合金的强度及导电性能，提出了更高的要求。目前，提高磷青铜弹性性能的一般方法是提高Sn的添加量，常规生产的锡磷青铜含Sn量在4％以上，但金属Sn的价格昂贵，Sn含量的增加使得材料整体成本上涨，而且铜合金中Sn含量较高时，Sn在铜中极易形成偏析，生产中一般只能采用水平连铸+均匀化退火的方式生产，生产效率及整体成材率均较低。因此，开发出新型的铜基弹性合金材料，在力学性能相当的前提下，拥有更加优良的导电和一定的耐腐蚀性能，同时原材料和生产成本又比较低，可以替代目前广泛使用锡磷青铜合金带材，对于铜加工行业技术升级，丰富和发展高性能铜合金体系具有十分重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种锡黄铜合金，本专利技术提供的锡黄铜合金具有成本低、力学性能高、导电性优良且耐腐蚀性能优良的特点；本专利技术还提供了一种锡黄铜合金的制备方法。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种锡黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：Ni0.25～0.50％，Fe0.15～0.50％，P0.02～0.08％，Sn0.3～1.5％，Cu64～80％，Zn为余量。优选的，还包括加强元素，所述加强元素为Mg、Si、Mn和Sr中的两种；所述加强元素中任意一种元素的质量百分含量独立地为锡黄铜合金的0.005～0.01％。优选的，所述锡黄铜合金中Cube织构为5～10vol.％，Brass织构为5～10vol.％，Copper织构为40～60vol.％，S织构为20～40vol.％。本专利技术还提供了上述技术方案所述锡黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述锡黄铜合金。优选的，所述热轧前还包括：将所述合金铸锭进行预热保温；所述预热保温的温度为800～950℃，预热保温的时间为4h；所述热轧的终轧温度为600～750℃；所述热轧的总变形率为80～95％。优选的，所述粗轧的总变形率为75～95％；所述第一退火的保温温度为600～700℃，保温时间为4～8h。优选的，所述中轧的总变形率为60～80％；所述第二退火的保温温度为400～500℃，保温时间为4～8h。优选的，所述中精轧的总变形率为40～60％；所述第一分级式退火包括第11阶段退火和第12阶段退火，所述第11阶段退火的保温温度为275～375℃，保温时间为2～6h；所述第12阶段退火的保温温度为350～450℃，保温时间为2～6h。优选的，所述第一精轧的总变形率为30～50％；所述第二分级式退火包括第21阶段退火和第22阶段退火，所述第21阶段退火的保温温度为250～350℃，保温时间为2～6h；所述第22阶段退火的保温温度为330～450℃，保温时间为2～6h。优选的，所述第二精轧的总变形率为10～40％；所述终退火的保温温度为200～300℃，保温时间为4～8h。本专利技术提供了一种锡黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：Ni0.25～0.50％，Fe0.15～0.50％，P0.02～0.08％，Sn0.3～1.5％，Cu64～80％，Zn为余量。在本专利技术中，Cu为基体元素；Ni固溶于基体，起到固溶强化作用，且有利于抑制脱锌腐蚀；Sn也固溶于基体，可有效抑制脱锌腐蚀；因Sn减小α相区，而Ni可有效扩大α相区，Sn和Ni两种元素协同作用，避免形成脆性不耐腐蚀的β相区的趋势；Fe在基体中的固溶度不高，在常温下会析出，析出后Fe与P元素具有较高亲和力，形成部分FeXPY相，达到细化晶粒的作用，有利于提高锡黄铜合金的综合力学性能。在本专利技术中，Ni、Fe、P、Sn等合金元素有利于在力学性能与传统QSn6.5-0.1青铜合金相当的基础上，具备较QSn6.5-0.1青铜更高的导电性、更低的成本和比普通黄铜更好的耐蚀性。实验结果表明，本专利技术提供的锡黄铜合金的抗拉强度为560～720MPa，屈服强度为520～680MPa，伸长率为1～15％，导电率为22～27％IACS，150℃下1000h的抗应力松弛率为70～80％，带材横截面方向经90°折弯不出现裂纹的R/T最小值为0.5，纵截面方向经90°折弯不出现裂纹的R/T最小值为1.5。本专利技术还提供了上述技术方案所述锡黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述锡黄铜合金。在本专利技术中，第一分级式退火有利于充分释放储能以提高材料再结晶温度，第二分级式退火有利于形成均匀的细晶组织。本专利技术通过利用形变热处理技术和合金元素间协同作用原理对铜合金成分和微观组织进行调控，获得了超细晶粒组织，并在此基础上调控织构的种类及组份，获得优异的综合性能复杂锡黄铜系合金。具体实施方式本专利技术提供了一种锡黄铜合金，包括以下质量百分含量的元素：Ni0.25～0.50％，Fe0.15～0.50％，P0.02～0.08％，Sn0.3～1.5％，Cu64～80％，Zn为余量。以质量百分含量计，本专利技术所述锡黄铜合金包括0.25～0.50％的Ni，优选为0.30～0.45％，更优选为0.35～0.40％。在本专利技术中，Ni有利于提高基体的强度和耐脱锌腐蚀能力，并扩大α相区。以质量百分含量计，本专利技术所述锡黄铜合金包括0.15～0.50％的Fe，优选为0.20～0.45％，更优选为0.25～0.40％。在本专利技术中，常温下Fe在基体中固溶度极小，起到析出强化的作用。以质量百分含量计，本专利技术所述锡黄铜合金包括0.02～0.08％的P，优选为0.025～0.075％，更优选为0.03～0.07％。在本专利技术中，P与析出的Fe形成铁磷化合物，有利于进一步提高锡黄铜合金的强度。以质量百分含量计，本专利技术所述锡黄铜合金包括0.3～1.5％的Sn，优选为0.4～1.4％，更优选为0.5～1.3％。在本专利技术中，Sn有利于增加材料抗疲劳性，并增强抗脱锌腐蚀性，且Sn与Ni相互作用维持单一相区。以质量百分含量计，本专利技术所述锡黄铜合金包括64～80％的Cu，优选为65～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锡黄铜合金，其特征在于，包括以下质量百分含量的元素：/nNi 0.25～0.50％，Fe 0.15～0.50％，P 0.02～0.08％，Sn 0.3～1.5％，Cu 64～80％，Zn为余量。/n

【技术特征摘要】
1.一种锡黄铜合金，其特征在于，包括以下质量百分含量的元素：
Ni0.25～0.50％，Fe0.15～0.50％，P0.02～0.08％，Sn0.3～1.5％，Cu64～80％，Zn为余量。


2.根据权利要求1所述的锡黄铜合金，其特征在于，还包括加强元素，所述加强元素为Mg、Si、Mn和Sr中的两种；
所述加强元素中任意一种元素的质量百分含量独立地为锡黄铜合金的0.005～0.01％。


3.根据权利要求1所述的锡黄铜合金，其特征在于，所述锡黄铜合金中Cube织构为5～10vol.％，Brass织构为5～10vol.％，Copper织构为40～60vol.％，S织构为20～40vol.％。


4.权利要求1～3任一项所述锡黄铜合金的制备方法，包括以下步骤：
将合金原料依次进行熔炼和铸造，得到合金铸锭；
将所述合金铸锭依次进行热轧、铣面、粗轧、第一退火、中轧、第二退火、中精轧、第一分级式退火、第一精轧、第二分级式退火、第二精轧和终退火，得到所述锡黄铜合金。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热轧前还包括：将所述合金铸锭进行预热保温；所述预热保温的温度为800～950℃，预热保温的时间为4h；所述热轧的终轧温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪勤，马力，徐继玲，李毅，彭丽军，赵敏良，姜乔夫，汪庆雨，
申请(专利权)人：上海五星铜业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31