一种铜铬合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种铜铬合金及其制备方法和应用，属于铜合金材料技术领域。本发明专利技术提供的铜铬合金，按质量含量计，包括以下化学成分：Cr0.4～1.2％，Zr0.02～0.15％，Fe0.02～0.25％，P0.02～0.15％，余量为铜和不可避免的杂质。本发明专利技术提供的铜铬合金严格限定合金元素的含量，使所述铜铬合金具有中等强度、中等延伸率、高硬度、高导电率以及高折弯性的特点，而且还具有高纯度以及低合金化的特点，具有较为优异甚至是高于国外专利合金的综合性能，应用价值较强。价值较强。

【技术实现步骤摘要】
一种铜铬合金及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及铜合金材料
，具体涉及一种铜铬合金及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]连接器作为电路单元中负责信号和电流传输的重要元器件，广泛应用于5G通讯、交通运输以及消费电子等领域。近年来，随着5G网络通信设备的建设、新能源汽车爆发式的增长以及物联网和AI的普及，用于通信设备及新能源汽车的无线基站、大容量服务器电源、直流充电桩等正在向小型化、大电流化及电力高压化方向发展，在这种环境下应用的连接器需要满足良好的成形性能、力学性能、电学性能及优秀的热稳定性能。
[0003]Cu
‑
Cr系合金因具有较高强度、高导电、高导热、耐磨损等优点，广泛应用于机械制造行业、集成电路与接触线等领域。近年来，国外KME、Olin、古河等企业开发了一系列Cu
‑
Cr系合金，如C18150、C18400等，以上合金在同时满足力学性能与电学性能要求的基础上，还具有优异的热稳定性及成形性能，是大电流、电力高压化应用背景下最为理想的连接器用铜合金材料。例如，按质量含量计，C18400合金成分为：铬0.4～1.2％、锌0.2～0.7％、铁0～0.15％、硅0～0.1％、磷0～0.05％、锂0～0.05％、砷0～0.005％、钙0～0.005％，余量为铜和不可避免的杂质，所述C18400合金的强度为400～560MPa，导电率为≥80％IACS；C18150合金成分为：铬0.5～1.5％、锆0.05～0.25％，余量为铜和不可避免的杂质，所述C18150合金的强度为450～550MPa，导电率≥80％IACS。
[0004]为了进一步加快我国在5G通讯、交通运输以及消费电子等领域的发展，开发新型可替代C18150、C18400的铜合金材料，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铜铬合金及其制备方法和应用，本专利技术提供的铜铬合金具有中等强度、中等延伸率、高硬度、高导电率以及高折弯性的特点，综合性能优异，具备较强的应用价值。
[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铜铬合金，按质量含量计，包括以下化学成分：
[0008]Cr 0.4～1.2％，Zr 0.02～0.15％，Fe 0.02～0.25％，P 0.02～0.15％，余量为铜和不可避免的杂质。
[0009]优选地，包括以下化学成分：
[0010]Cr 0.6～1.0％，Zr 0.04～0.12％，Fe 0.06～0.20％，P 0.05～0.13％，余量为铜和不可避免的杂质。
[0011]优选地，包括以下化学成分：
[0012]Cr 0.7～0.8％，Zr 0.06～0.10％，Fe 0.10～0.15％，P 0.08～0.10％，余量为铜和不可避免的杂质。
[0013]本专利技术提供了上述技术方案所述铜铬合金的制备方法，包括以下步骤：
[0014]按照上述技术方案所述铜铬合金的化学成分，将制备原料配料后进行熔炼和浇铸，得到铸锭；
[0015]将所述铸锭依次进行均匀化退火、热轧、固溶处理、第一冷轧、时效处理、第二冷轧和低温退火，得到铜铬合金。
[0016]优选地，所述均匀化退火的温度为850～900℃，保温时间为6～16h。
[0017]优选地，所述热轧的温度为900～950℃，保温时间为1～3h；所述热轧的总变形量为70～95％。
[0018]优选地，所述固溶处理的温度为950～1000℃，保温时间为0.2～2h。
[0019]优选地，所述第一冷轧的总变形量为40～60％；所述时效处理的温度为460～540℃，保温时间为3～5h。
[0020]优选地，所述第二冷轧的总变形量为30～50％；所述低温退火的温度为350～450℃，保温时间为2～4h。
[0021]本专利技术提供了上述技术方案所述铜铬合金或上述技术方案所述制备方法制备得到的铜铬合金在Type
‑
C、汽车连接器或引线框架中的应用。
[0022]本专利技术提供了一种铜铬合金，按质量含量计，包括以下化学成分：Cr0.4～1.2％，Zr 0.02～0.15％，Fe 0.02～0.25％，P 0.02～0.15％，余量为铜和不可避免的杂质。本专利技术提供的铜铬合金严格限定合金元素的含量，使所述铜铬合金具有中等强度、中等延伸率、高硬度、高导电率以及高折弯性的特点，而且还具有高纯度以及低合金化的特点，具有较为优异甚至是高于国外专利合金的综合性能，应用价值较强。实施例的结果显示，本专利技术提供的铜铬合金具有如下性能：抗拉强度为480～650MPa，硬度为150～200HV，延伸率≥4％，导电率为≥85～90％IACS，180
°
折弯R/t为1.0～1.5。
[0023]本专利技术提供了所述铜铬合金的制备方法，包括以下步骤：按照所述铜铬合金的化学成分，将制备原料配料后进行熔炼和浇铸，得到铸锭；将所述铸锭依次进行均匀化退火、热轧、固溶处理、第一冷轧、时效处理、第二冷轧和低温退火，得到铜铬合金。本专利技术对铸锭进行复合热处理，最终所得铜铬合金具有中等强度、中等延伸率、高硬度、高导电率以及高折弯性的特点，可根据实际需要加工成铜铬合金板带材，被广泛应用于制造Type
‑
C、汽车连接器或引线框架等电子器件。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种铜铬合金，按质量含量计，包括以下化学成分：
[0025]Cr 0.4～1.2％，Zr 0.02～0.15％，Fe 0.02～0.25％，P 0.02～0.15％，余量为铜和不可避免的杂质。
[0026]按质量含量计，本专利技术中所述铜铬合金的化学成分包括Cr 0.4～1.2％，优选为0.6～1.0％，更优选为0.7～0.8％。在本专利技术中，铜铬二元合金的共晶温度为1072℃，在此温度下，铬在铜中的最大溶解度为0.65％。随着温度的降低，铬的固溶度急剧下降，合金在固溶后时效处理析出铬单质纳米粒子相，对合金的强度有显著的增强，且铬原子对铜的导电率影响较小，因此铜铬合金还能保留较高的导电率。除此之外，铬的加入还能明显提高铜的再结晶温度，从而提高其热稳定性。当铬含量低于0.4％时，合金的固溶及时效强化效果较弱，导致合金的强度较低。在经过固溶处理后，合金中的铬原子固溶至铜基体中，但由于
含量低于最大固溶度，导致合金的固溶强化效果未能达到最大；在时效处理后，固溶在基体中的铬原子以铬单质的形式析出，但析出相含量较少，导致合金的时效强化效果不够明显，最终影响合金的力学性能。当铬含量高于1.2％时，合金在凝固过程中会有尺寸较粗大的铬单质析出，且该铬单质无法在后续的热处理中回溶。尺寸较粗大的铬单质对强度的贡献较弱，且会降低合金的导电率及折弯性能，合金在变形过程中容易在粗大的铬单质附近产生微裂纹。因此，本专利技术将铬元素的含量控制在0.4～1.2％，有利于保证铜铬合金具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜铬合金，其特征在于，按质量含量计，包括以下化学成分：Cr0.4～1.2％，Zr0.02～0.15％，Fe0.02～0.25％，P0.02～0.15％，余量为铜和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的铜铬合金，其特征在于，包括以下化学成分：Cr0.6～1.0％，Zr0.04～0.12％，Fe0.06～0.20％，P0.05～0.13％，余量为铜和不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的铜铬合金，其特征在于，包括以下化学成分：Cr0.7～0.8％，Zr0.06～0.10％，Fe0.10～0.15％，P0.08～0.10％，余量为铜和不可避免的杂质。4.权利要求1～3任一项所述铜铬合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照权利要求1～3任一项所述铜铬合金的化学成分，将制备原料配料后进行熔炼和浇铸，得到铸锭；将所述铸锭依次进行均匀化退火、热轧、固溶处理、第一冷轧、时效处理、第二冷轧和低温退火，得到铜铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志成，李钊，井鑫，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：