一种高强度高精度铜镍硅合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度高精度铜镍硅合金及其制备方法，属于铜合金材料领域。本发明专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金，按质量百分比计，包括：镍2.2～4.2％、硅0.25～1.2％、镁0.05～0.3％、锌0.02～0.12％、锡0.012～0.025％、锰0.001～0.1％、铁0.001～0.2％、铅0.001～0.5％以及余量的铜。本发明专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金抗拉强度620～900MPa，硬度180～270HV，导电率45～52％IACS，延伸率1～14％，带材厚度<0.5mm，具有良好的强度、硬度、导电率及加工精度，可广泛应用于制造引线框架、接插件等电子器件。等电子器件。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高精度铜镍硅合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铜合金材料
，尤其涉及一种高强度高精度铜镍硅合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着全球的产业迭代升级，中国的产业逐步从一个以低端制造业为主、高端产品依赖进口的制造大国，逐步转型为具有独立创新与高端产品制造能力的制造强国。在这其中，广泛应用于电子、电气设备中的电连接器就是此类高端产品的关键材料。电连接器作为电子、电气系统中的关键元器件，主要承担能量的传输、电子信号的传送等功能，它们是电子、电气元件之间的桥梁，其作用是任何其他电子元件所不能替代的。接插件是电连接器的主要部件，其在电连接器中主要起到强度支撑、弹性支撑以及传输电流、传递信号等功能。
[0003]在诸多合金材料之中，铜镍硅合金因其优良的导电性能、可以调控的强度及优良的弹性，使其能够脱颖而出成为应用最广泛的接插件用材料。在诸多已投入生产应用的Cu
‑
Ni
‑
Si系合金中，C70250合金同时具备较高的强度及导电率，且具备高精度化生产的能力，因此广泛应用于接插件材料。目前国外C70250合金的主合金元素成分为：镍2～4％、硅0.2～1.2％、锌0.5～1％、镁0.1～0.3％，该成分范围内的铜镍硅系合金拥有较高的强度、导电率、加工精度等。但是，随着电子电气材料的不断发展，对接插件材料也提出了更高的性能要求。
[0004]因此，开发出一种强度、硬度、导电率和加工精度更高的铜镍硅合金，成为本领域亟待解决的技术问题。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于提供一种高强度高精度铜镍硅合金及其制备方法，本专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金具有优异的抗拉强度、硬度、导电率和加工精度。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高强度高精度铜镍硅合金，按质量百分比计，包括：镍2.2～4.2％、硅0.25～1.2％、镁0.05～0.3％、锌0.02～0.12％、锡0.012～0.025％、锰0.001～0.1％、铁0.001～0.2％、铅0.001～0.5％以及余量的铜。
[0008]优选地，按质量百分比计，所述高强度高精度铜镍硅合金包括：镍2.5～4.0％、硅0.4～1.0％、镁0.1～0.25％、锌0.05～0.1％、锡0.014～0.02％、锰0.01～0.08％、铁0.01～0.15％、铅0.001～0.4％以及余量的铜。
[0009]优选地，按质量百分比计，所述高强度高精度铜镍硅合金包括：镍3.2～3.8％、硅0.6～0.8％、镁0.15～0.2％、锌0.06～0.07％、锡0.016～0.018％、锰0.05～0.07％、铁0.1～0.12％、铅0.01～0.1％以及余量的铜。
[0010]本专利技术还提供了上述技术方案所述高强度高精度铜镍硅合金的制备方法，包括以
下步骤：
[0011](a)将合金原料熔炼后进行铸造，得到铸坯；
[0012](b)将所述步骤(a)得到的铸坯进行均匀化退火，得到锭坯；
[0013](c)将所述步骤(b)得到的锭坯依次进行预初轧和固溶处理，得到固溶态板带材；
[0014](d)将所述步骤(c)得到的固溶态板带材依次进行初轧、再结晶退火、中轧、低温去应力退火和精轧，得到高强度高精度铜镍硅合金。
[0015]优选地，所述步骤(a)中熔炼的温度为1500～1550℃，铸造的温度为1300～1350℃。
[0016]优选地，所述步骤(b)中均匀化退火的温度为875～900℃，均匀化退火的时间为7～9小时。
[0017]优选地，所述步骤(c)中预初轧的温度为900～930℃，预初轧的总变形量为60～75％。
[0018]优选地，所述步骤(c)中固溶处理的温度为950～1000℃，固溶处理的时间为1～3小时。
[0019]优选地，所述步骤(d)中初轧的总变形量为30～40％，再结晶退火的温度为475～500℃，再结晶退火的保温时间为1～2小时。
[0020]优选地，所述步骤(d)中中轧的总变形量为40～60％，低温去应力退火的温度为400～425℃，低温去应力退火的时间为2～4小时。
[0021]本专利技术提供了一种高强度高精度铜镍硅合金，按质量百分比计，包括：镍2.2～4.2％、硅0.25～1.2％、镁0.05～0.3％、锌0.02～0.12％、锡0.012～0.025％、锰0.001～0.1％、铁0.001～0.2％、铅0.001～0.5％以及余量的铜。本专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金通过添加一定量的镍起强化合金作用，一方面，镍原子与铜原子无限互溶，可以在合金中形成固溶强化，提高合金的强度；另一方面，镍原子会与硅原子形成纳米级金属间化合物Ni2Si相，提高导电率并通过沉淀强化提高合金的强度和加工精度；硅元素可以与镍元素形成Ni2Si沉淀相，这些弥散分布的沉淀相可以提高合金的强度和加工精度；镁元素可以促进析出相的完全析出，同时，合金基体中固溶的镁原子会对位错起到拖拽作用，提高合金的抗应力松弛性能，进而提高合金的加工精度；锌元素的添加可以提高Ni2Si在铜基体中的扩散系数，促进了析出相的形核及长大，提高了合金的强度，并且锌元素可以抑制脆性较大的Cu2Sn金属间化合物层的形成，提高合金的加工精度；锰元素与镍元素形成MnNi相，不仅可以起到细化晶粒的作用，还可以起到沉淀强化的作用，共同提高合金的强度，另外，锰元素还可以减少合金热轧开裂的情况，提高合金加工性能，从而提高合金的加工精度；铁元素可以细化晶粒、延迟合金再结晶，进而提高合金的强度和硬度；铅元素分布在晶界上，大幅提高合金的可切削性能，提高合金的加工精度。实施例的结果显示，本专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金抗拉强度620～900MPa，硬度180～270HV，导电率45～52％IACS，延伸率1～14％，带材厚度<0.5mm，具有良好的强度、硬度、导电率及加工精度。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种高强度高精度铜镍硅合金，按质量百分比计，包括：镍2.2～4.2％、硅0.25～1.2％、镁0.05～0.3％、锌0.02～0.12％、锡0.012～0.025％、锰0.001～
0.1％、铁0.001～0.2％、铅0.001～0.5％以及余量的铜。
[0023]按质量百分比计，本专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金包括镍2.2～4.2％，优选为2.5～4.0％，更优选为3.2～3.8％。在本专利技术中，镍原子能与铜原子无限互溶，可以在合金中形成固溶强化，提高合金的强度，并且，镍原子能与硅原子形成纳米级金属间化合物Ni2Si相，通过沉淀强化提高合金的强度和加工精度；通过将镍元素的含量控制在上述范围内，既可以保证镍元素能够提高合金的强度和加工精度，同时可以防止镍元素含量过高对合金的导电率造成影响。
[0024]按质量百分比计，本专利技术提供的高强度高精度铜镍硅合金包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高精度铜镍硅合金，按质量百分比计，包括：镍2.2～4.2％、硅0.25～1.2％、镁0.05～0.3％、锌0.02～0.12％、锡0.012～0.025％、锰0.001～0.1％、铁0.001～0.2％、铅0.001～0.5％以及余量的铜。2.根据权利要求1所述的高强度高精度铜镍硅合金，其特征在于，按质量百分比计，所述高强度高精度铜镍硅合金包括：镍2.5～4.0％、硅0.4～1.0％、镁0.1～0.25％、锌0.05～0.1％、锡0.014～0.02％、锰0.01～0.08％、铁0.01～0.15％、铅0.001～0.4％以及余量的铜。3.根据权利要求2所述的高强度高精度铜镍硅合金，其特征在于，按质量百分比计，所述高强度高精度铜镍硅合金包括：镍3.2～3.8％、硅0.6～0.8％、镁0.15～0.2％、锌0.06～0.07％、锡0.016～0.018％、锰0.05～0.07％、铁0.1～0.12％、铅0.01～0.1％以及余量的铜。4.权利要求1～3任意一项所述高强度高精度铜镍硅合金的制备方法，包括以下步骤：(a)将合金原料熔炼后进行铸造，得到铸坯；(b)将所述步骤(a)得到的铸坯进行均匀化退火，得到锭坯；(c)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志成，李钊，王云豪，吴存慧，黄洪锦，陈伟兰，
申请(专利权)人：上饶舜兴新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：