锡磷青铜合金带材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锡磷青铜合金带材及其制备方法。以质量百分比计，该锡磷青铜合金带材包括：4.0～10wt％的Sn、0.01～0.3wt％的P，余量为Cu和不可避免的杂质元素，锡磷青铜合金带材的平均晶粒尺寸小于2μm，晶粒呈现正态分布，标准差为0.9μm以下；锡磷青铜合金带材中的总低ΣCSL晶界在整个晶界中的占比为10～45％，锡磷青铜合金带材中的大角度晶界的长度分数为40～85％，小角度晶界的长度分数为15～60％。上述锡磷青铜合金带材在BW方向上的折弯性能优异，在BW方向上较低的R/t值时仍未出现褶皱等缺陷，且使得锡磷青铜合金带材能够兼顾优良的抗拉强度和优异的折弯性能。优良的抗拉强度和优异的折弯性能。优良的抗拉强度和优异的折弯性能。

【技术实现步骤摘要】
锡磷青铜合金带材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锡磷青铜合金
，具体而言，涉及一种锡磷青铜合金带材及其制备方法。

技术介绍

[0002]锡磷青铜是常用的弹性铜合金，通过Sn、P元素作用和冷加工硬化可获得较好的机械性能，易于加工冲制成各种复杂形状的弹性元件，它不仅具有优良的弹性性能，且具有耐腐蚀、耐磨、无磁性的特点，是目前铜基弹性合金材料中用量最大、用途最广的弹性材料。但是，随着科学技术的日新月异，电子部件向微型化方向发展，用于端子连接器的元件也向微型化发展，使得元件的弯曲加工部件的弯曲半径更小，元件的弯曲加工处更容易出现褶皱、橘皮和裂纹等现象，这就要求广泛应用于端子连接器的锡磷青铜具有更高的弯曲性和高机械强度，来满足电子部件日益发展的需要。然而普通的锡磷青铜合金已无法同时满足以上性能要求，难以支撑连接器小型化、轻薄化结构设计的需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种锡磷青铜合金带材及其制备方法，以解决现有技术中锡磷青铜合金难以兼具高机械强度和高弯曲性的问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种锡磷青铜合金带材，以质量百分比计，该锡磷青铜合金带材包括：4.0～10wt％的Sn、0.01～0.3wt％的P，余量为Cu和不可避免的杂质元素，锡磷青铜合金带材的平均晶粒尺寸小于2μm，晶粒呈现正态分布，标准差为0.9μm以下；锡磷青铜合金带材中的总低ΣCSL晶界在整个晶界中的占比为10～45％，锡磷青铜合金带材中的大角度晶界的长度分数为40～85％，小角度晶界的长度分数为15～60％。
[0005]进一步地，上述大角度晶界的长度分数与小角度晶界的长度分数比例为1.38～5.67:1，优选为1.38～1.86：1、2.33～2.57:1、3.55～5.67:1中的任意一种或多种。
[0006]进一步地，上述锡磷青铜合金带材中的织构组分包括：面积分数为3～8％的高斯织构、面积分数为1～3％的铜型织构、面积分数为3～6％的黄铜型织构；且织构组分呈现随机分布的态势。
[0007]进一步地，上述锡磷青铜合金带材的抗拉强度为610～1000MPa，优选锡磷青铜合金带材的屈服强度为580～980MPa，优选锡磷青铜合金带材的延伸率为10～35％，优选锡磷青铜合金带材的硬度为200～286HV。
[0008]进一步地，上述锡磷青铜合金带材在进行90
°
折弯时，GW方向的R/t值为0，BW方向的R/t值≤0.5。
[0009]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种前述锡磷青铜合金带材的制备方法，该锡磷青铜合金带材的制备工艺流程包括依次进行的配料步骤、水平连铸步骤、预轧制步骤、均匀化退火步骤、铣面步骤、冷轧开坯步骤、第一次再结晶退火步骤、中轧制步骤、第二次再结
晶退火步骤、留底轧制步骤、留底退火步骤、成品轧制步骤、去应力退火步骤；其中，中轧制步骤中的变形量为50～70％，留底退火步骤中的温度为420～450℃。
[0010]进一步地，上述留底轧制步骤中的变形量为45～60％，优选留底退火步骤中的保温时间为1～3h，留底退火步骤后，优选带材的平均晶粒尺寸<2μm，优选带材的晶粒尺寸标准差<1.05μm，优选带材的总低ΣCSL晶界占比为65～75％；优选成品轧制步骤中的变形量为25～50％，优选去应力退火步骤中的温度为260～320℃，优选去应力退火步骤中的保温时间为3～5h，优选在去应力退火步骤后进行清洗、成品矫直、剪切的步骤。
[0011]进一步地，上述第二次再结晶退火步骤中的温度控制在450～500℃，优选第二次再结晶退火步骤中的保温时间为3～5h，第二次再结晶退火步骤后，优选带材的平均晶粒尺寸<4μm，优选带材的晶粒尺寸标准差<1.9μm，优选带材的总低ΣCSL晶界占比≥65％。
[0012]进一步地，上述冷轧开坯步骤中的变形量为80～90％，优选第一次再结晶退火步骤中的温度为520～560℃，优选第一次再结晶退火步骤中的保温时间为3～6h。
[0013]进一步地，上述水平连铸步骤中采用电磁水平连铸，优选电磁水平连铸的磁场频率为20～50Hz，优选预轧制步骤中的变形量为7～12％，优选均匀化退火步骤中的温度为650～690℃，优选均匀化退火步骤中的保温时间为4～8h。
[0014]应用本专利技术的技术方案，一方面通过将锡磷青铜合金带材的平均晶粒尺寸控制在2μm以下，且晶粒呈现均匀的正态分布，标准差达到0.9μm以下，实现晶粒组织的细小均匀、无微观偏析条纹，从而使得锡磷青铜合金带材能够充分发挥细晶强化的作用，进而能够得到高强度、硬度以及较为优异的韧性的锡磷青铜合金带材，另一方面本申请的锡磷青铜合金带材具有上述含量的大角度晶界和更高比例的总低ΣCSL晶界的占比，尤其是在BW方向上呈现出更为优异的折弯性能，在BW方向上较低的R/t值时仍未出现褶皱等缺陷，进而使得锡磷青铜合金带材能够兼顾抗拉强度和优异折弯性能。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0016]图1示出了根据的实施例9提供的一种锡磷青铜合金带材的成品态组织照片；
[0017]图2示出了根据的实施例9提供的一种锡磷青铜合金带材留底退火后的组织照片；
[0018]图3示出了根据的实施例9提供的一种锡磷青铜合金带材留底退火后晶粒尺寸的分布情况图；
[0019]图4示出了根据的实施例9提供的一种锡磷青铜合金带材的成品态晶粒尺寸的分布情况图；
[0020]图5示出了根据的实施例9提供的一种锡磷青铜合金带材的成品态大小角度晶界占比情况；
[0021]图6示出了根据的实施例9提供的一种锡磷青铜合金带材的成品态总低ΣCSL晶界占比情况；
[0022]图7示出了根据的对比例1提供的一种锡磷青铜合金带材的成品态组织照片；以及
[0023]图8示出了根据的对比例1提供的一种锡磷青铜合金带材的成品态晶粒尺寸的分布情况图。
具体实施方式
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0025]如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术中存在锡磷青铜合金难以兼具高机械强度和高弯曲性的问题，为了解决该问题，本申请提供了一种锡磷青铜合金带材及其制备方法。
[0026]在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种锡磷青铜合金带材，以质量百分比计，该锡磷青铜合金带材包括：4.0～10wt％的Sn、0.01～0.3wt％的P，余量为Cu和不可避免的杂质元素，锡磷青铜合金带材的平均晶粒尺寸小于2μm，晶粒呈现正态分布，标准差为0.9μm以下；锡磷青铜合金带材中的低ΣCSL晶界在整个晶界中的占比为10～45本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡磷青铜合金带材，其特征在于，以质量百分比计，所述锡磷青铜合金带材包括：4.0～10wt％的Sn、0.01～0.3wt％的P，余量为Cu和不可避免的杂质元素，所述锡磷青铜合金带材的平均晶粒尺寸小于2μm，晶粒呈现正态分布，标准差为0.9μm以下；所述锡磷青铜合金带材中的总低ΣCSL晶界在整个晶界中的占比为10～45％，所述锡磷青铜合金带材中的大角度晶界的长度分数为40～85％，小角度晶界的长度分数为15～60％。2.根据权利要求1所述的锡磷青铜合金带材，其特征在于，所述大角度晶界的长度分数与所述小角度晶界的长度分数比例为1.38～5.67:1，优选为1.38～1.86：1、2.33～2.57:1、3.55～5.67:1中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的锡磷青铜合金带材，其特征在于，所述锡磷青铜合金带材中的织构组分包括：面积分数为3～8％的高斯织构；面积分数为1～3％的铜型织构；面积分数为3～6％的黄铜型织构；且所述织构组分呈现随机分布的态势。4.根据权利要求1至3中任一项所述的锡磷青铜合金带材，其特征在于，所述锡磷青铜合金带材的抗拉强度为610～1000MPa，优选所述锡磷青铜合金带材的屈服强度为580～980MPa，优选所述锡磷青铜合金带材的延伸率为10～35％，优选所述锡磷青铜合金带材的硬度为200～286HV。5.根据权利要求1至3中任一项所述的锡磷青铜合金带材，其特征在于，所述锡磷青铜合金带材在进行90
°
折弯时，GW方向的R/t值为0，BW方向的R/t值≤0.5。6.一种权利要求1至5中任一项所述锡磷青铜合金带材的制备方法，其特征在于，所述锡磷青铜合金带材的制备工艺流程包括依次进行的配料步骤、水平连铸步骤、预轧制步骤、均匀化退火步骤、铣面步骤、冷轧开坯步骤、第一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠平，娄花芬，杨春秀，向朝建，张曦，王虎，莫永达，万达，
申请(专利权)人：昆明冶金研究院有限公司北京分公司，
类型：发明
国别省市：