权利要求
2.如权利要求1所述一种高强度铜合金带材，其特征在于：所述铜带厚度为0.1～0.6mm;宽度为10～400mm。
3.如权利要求1所述一种高强度铜合金带材，其特征在于：所述铜合金带材的抗拉强度为550～750MPa，导电率≥30%IACS。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：配料→熔炼→水平连续铸造→铣面→粗轧开坯→均匀化退火→粗轧→洗剪边→第二次退火→表面去氧化酸洗→第一次精轧或20辊轧机轧制→第三次退火→表面去氧化酸洗→第二次精轧或20辊轧机轧制→第四次退火→表面去氧化酸洗→第三次精轧→拉弯矫直→低温应力退火→拉弯矫直→表面酸洗钝化→成品分剪、检验入库。
5.如权利要求4所述一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：熔炼温度为1270-1290℃。
6.如权利要求4所述一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：铣面是上下面各铣掉0.7-0.75mm。
7.如权利要求4所述一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：熔炼后的粗轧开坯是将材料由14.5mm轧至8mm;均匀化退火后的粗轧是将材料由8mm轧至1.5mm。
8.如权利要求4所述一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：均匀化退火温度为700℃，时间为11h;第二次退火温度为540℃，时间为5h;第三次退火温度为520℃，时间为5h;第四次退火退火温度为510℃，时间为5h;低温应力退火退火温度为260℃，时间为4h。
9.如权利要求4所述一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：第一次精轧或20辊轧机轧制是将材料轧至0.5mm;第二次精轧或20辊轧机轧制是将材料轧至0.195mm。
10.如权利要求4所述一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：第三次精轧是将材料轧至0.102-0.112。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及合金带材技术领域，特别是涉及一种高强度铜合金带材及其生产工艺。
背景技术
[0002]近年来，随着电子工业的发展，电气、电子部件的连接器趋向于小型化、薄形化发展，用于制造连接器的铜合金在要求具有良好的强度和冲压成形性的同时，还要求具备较高的导电率、抗蠕变特性。
[0003]但当前的连接器铜合金能在强度上满足要求外，并不具备良好的耐应力松弛性和耐应力腐蚀开裂性。锡磷青铜虽然具备高的强度和良好的耐应力松弛性、耐应力腐蚀开裂性，但其导电率较低，只有13%IACS左右，在连接器通电过程中会产生很大的热量(只有导电率达到30%IACS以上，才能有效的抑制通电时产生的热量)。因此，需要研发一种兼具高强度、高弹性、高导电率、耐应力松弛性与腐蚀开裂的新型合金产品。
发明内容
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高强度铜合金带材及其生产工艺，产品具有高抗拉强度、高屈服强度、高弹性、高导电、耐应力松弛性、耐应力腐蚀开裂性等特性，生产成本低，应用领域广。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：、
[0006]一种高强度铜合金带材，以铜合金带材质量百分百计，该铜合金带材包括1～2.2%的Sn、0.03～0.15%的P、0.5～1.0%的Ni、≦0.5%的Zn、≦0.3%的Fe，余量为Cu。
[0007]所述铜带厚度为0.1～0.6mm;宽度为10～400mm。
[0008]所述铜合金带材的抗拉强度为550～750MPa，导电率≥30%IACS。
[0009]一种高强度铜合金带材的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：配料→熔炼→水平连续铸造→铣面→粗轧开坯→均匀化退火→粗轧→洗剪边→第二次退火→表面去氧化酸洗→第一次精轧或20辊轧机轧制→第三次退火→表面去氧化酸洗→第二次精轧或20辊轧机轧制→第四次退火→表面去氧化酸洗→第三次精轧→拉弯矫直→低温应力退火→拉弯矫直→表面酸洗钝化→成品分剪、检验入库。
[0010]熔炼温度为1270-1290℃。
[0011]铣面是上下面各铣掉0.7-0.75mm。
[0012]熔炼后的粗轧开坯是将材料由14.5mm轧至8mm;均匀化退火后的粗轧是将材料由8mm轧至1.5mm。
[0013]均匀化退火温度为700℃，时间为11h;第二次退火温度为540℃，时间为5h;第三次退火温度为520℃，时间为5h;第四次退火退火温度为510℃，时间为5h;低温应力退火退火温度为260℃，时间为4h。
[0014]第一次精轧或20辊轧机轧制是将材料轧至0.5mm;第二次精轧或20辊轧机轧制是将材料轧至0.195mm。
[0015]第三次精轧是将材料轧至0.102-0.112。
[0016]本发明的有益效果是：产品抗拉强度可达到550MPa以上，屈服强度可达到700MPa以上，且导电率达到30%AICS以上，完全满足了电气、电子零部件用材料所需的高抗拉强度、高屈服强度、高弹性、高导电、耐应力松弛性、耐应力腐蚀开裂性等特性，价格优势明显，可替代进口铜合金(如：MF202、CAC5、NB109等牌号)，甚至可替代部分低强度的C7025;产品市场前景广阔，可应用于引线框架材料、连接器、芯片支架、服务器端子、散热解构件、电工工具(电机电刷部件)、储能电器、充电式锂电池的连接片、高性能家电类等领域。
附图说明
[0017]图1为本发明改进后酸洗装置的结构图;
[0018]图2为图1中A-A向的剖面图;
[0019]图3为图2中B处的放大图。
[0020]图中：酸洗槽1、输送辊2、搅动辊3、转轴31、搅流件32、柱筒部321、锥筒部322、涡轮叶片323、喷孔324、输入辊4、输出辊5。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
[0022]按铜合金带材质量百分百计，本发明高强度铜合金带材包括1～2.2%的Sn、0.03～0.15%的P、0.5～1.0%的Ni、≦0.5%的Zn、≦0.3%的Fe，余量为Cu。铜带厚度为0.1～0.6mm;宽度为10～400mm。
[0023]高强度铜合金带材的生产工艺步骤为：配料→熔炼→水平连续铸造→铣面→粗轧开坯→均匀化退火→粗轧→洗剪边→第二次退火→表面去氧化酸洗→第一次精轧或20辊轧机轧制→第三次退火→表面去氧化酸洗→第二次精轧或20辊轧机轧制→第四次退火→表面去氧化酸洗→第三次精轧→拉弯矫直→低温应力退火→拉弯矫直→表面酸洗钝化→成品分剪、检验入库。其中，熔炼温度为1270-1290℃;铣面是上下面各铣掉0.7-0.75mm;熔炼后的粗轧开坯是将材料由14.5mm轧至8mm;均匀化退火温度为700℃，时间为11h;均匀化退火后的粗轧是将材料由8mm轧至1.5mm;第二次退火温度为540℃，时间为5h;第一次精轧或20辊轧机轧制是将材料轧至0.5mm;第三次退火温度为520℃，时间为5h;第二次精轧或20辊轧机轧制是将材料轧至0.195mm;第四次退火退火温度为510℃，时间为5h;第三次精轧是将材料轧至0.102-0.112;低温应力退火退火温度为260℃，时间为4h。以上具体工艺参数根据所需生产铜带厚度、宽度及成分进行实际调整。
[0024]具体实施例如下：
[0025]实施例1
[0026]高强度铜合金带材的生产工艺，包括以下步骤：配料(按照合金所需的化学组成进行原材料准备及配料)→熔炼(熔炼温度为1285℃)→水平连续铸造(铸造工艺：拉15mm、反推一1mm、停3.3秒、反推二1.8mm。保温炉拉铸控制温度1200±10℃，铸坯厚度16mm。保温炉液面用锻烧烘干木炭覆盖，覆盖厚度不小于5厘米，铸坯端面的温度差控制在50℃以下。采用电磁搅拌工艺，频率20HZ，电流20A，搅4秒停15秒)→铣面(铣面是上下面均进行，铣面后材料厚度14.5mm)→粗轧开坯(将材料由14.5mm粗轧至8mm)→均匀化退火(退火温度为700℃、退火时间为11h)→粗轧(由8mm轧至1.5mm)→洗剪边(没有裂边、无毛刺)→第二次退火(退火温度为540℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第一次精轧或20辊轧机轧制(轧至0.5mm，退火前防粘重卷)→第三次退火(退火温度为520℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第二次精轧或20辊轧机轧制(精轧轧至0.195mm，轧制后进行重卷)→第四次退火(退火温度为510℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第三次精轧(轧至0.11mm)→拉弯矫直→低温应力退火(退火温度为260℃、退火时间为4h)→拉弯矫直→表面酸洗钝化→成品分剪、检验入库。
[0027]实施例2
[0028]高强度铜合金带材的生产工艺，包括以下步骤：配料(按照合金所需的化学组成进行原材料准备及配料)→熔炼(熔炼温度为1270℃)→水平连续铸造(铸造工艺：拉15mm、反推一1.6mm停3.8秒、反推二2.2mm。保温炉拉铸控制温度1200±10℃，铸坯厚度16mm。保温炉液面用锻烧烘干木炭覆盖，覆盖厚度不小于5厘米，铸坯端面的温度差控制在50℃以下。采用电磁搅拌工艺，频率20HZ，电流26A，搅4秒停15秒)→铣面(铣面是上下面各铣掉0.7mm，铣面后材料14.5mm)→粗轧开坯(由14.5mm轧至8mm)→均匀化退火(退火温度为700℃、退火时间为11h)→粗轧(8mm轧至1.5mm)→洗剪边(没有裂边、无毛刺)→第二次退火(退火温度为540℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第一次精轧或20辊轧机轧制(轧至0.5mm，退火前防粘重卷)→第三次退火(退火温度为520℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第二次精轧或20辊轧机轧制(精轧轧至0.195mm，轧制后进行重卷)→第四次退火(退火温度为510℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第三次精轧(精轧轧至0.102mm)→拉弯矫直→低温应力退火(退火温度为260℃、退火时间为4h)→拉弯矫直→表面酸洗钝化→成品分剪、检验入库。
[0029]实施例3
[0030]高强度铜合金带材的生产工艺，包括以下步骤：配料(按照合金所需的化学组成进行原材料准备及配料)→熔炼(熔炼温度为1290℃)→水平连续铸造(铸造工艺：拉15mm、反推一1.6mm停3.5秒、反推二2mm。保温炉拉铸控制温度1200±10℃，铸坯厚度16mm。保温炉液面用锻烧烘干木炭覆盖，覆盖厚度不小于5厘米，铸坯端面的温度差控制在50℃以下。采用电磁搅拌工艺，频率20HZ，电流24A，搅4秒停15秒)→铣面(铣面是上下面各铣掉0.7mm，铣面后材料14.5mm)→粗轧开坯(材料由14.5mm轧至8mm)→均匀化退火(退火温度为700℃、退火时间为11h)→粗轧(8mm轧至1.5mm)→洗剪边(没有裂边、无毛刺)→第二次退火(退火温度为540℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第一次精轧或20辊轧机轧制(轧至0.5mm，退火前防粘重卷)→第三次退火(退火温度为520℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第二次精轧或20辊轧机轧制(轧至0.195mm，轧制后进行重卷)→第四次退火(退火温度为510℃、退火时间为5h)→表面去氧化酸洗→第三次精轧(轧至0.112mm)→拉弯矫直→低温应力退火(退火温度为260℃、退火时间为4h)→拉弯矫直→表面酸洗钝化→成品分剪、检验入库。
[0031]实施例1-3所制备的铜合金带材性能如表1所示。铜合金带材的耐应力腐蚀开裂性的评价，对从铜合金带材切出的试验片施加相当于0.2%屈服强度的80%的弯曲应力，在该状态下以25℃的温度将该试验片保持在装有3wt%的氨水的干燥器内，每隔1小时取出试验片，通过光学显微镜观察至观察到开裂为止的时间。
[0032]表1
[0033]
[0034]实施例4
[0035]在铜合金带材的酸洗工艺中，酸与带材表面的氧化物发生一系列化学和物理作用，使其从带材表面脱落、溶解，从而得到清洁的表面。酸洗化学反应速率受反应物和生产物扩散速度的影响，但当前的酸洗工艺是通过控制酸液与铜合金带材的相对运动速率来进行酸洗，酸洗速率和酸洗效果不够理想。
[0036]本实施例对酸洗装置进行了改进，如图1～图3所示，改进后的酸洗装置包括酸洗槽1、转动穿设在酸洗槽1内的一组输送辊2、转动穿设在酸洗槽1内的一组搅动辊3，一组所述输送辊2包括呈等腰三角形状分布的三个，铜合金带材呈波浪状通过依次通过三个输送辊2，即铜合金带材依次经过位于下方一输送辊2下端、位于上方的输送辊2上端、位于下方的另一输送辊2下端;一组所述搅动辊3包括一对，其中一个所述搅动辊3设置于位于下方一输送辊2的上方，另一个所述搅动辊3设置于位于上方输送辊2的下方，所述搅动辊3包括转轴31和间隔固定套设在转轴31上的一列搅流件32，所述搅流件32包括前后连接的柱筒部321和锥筒部322，锥筒部322呈前大后小设置，所述柱筒部321内设有涡轮叶片323，所述锥筒部322外表面分布有多个喷孔324。
[0037]改进后的酸洗装置还包括位于酸洗槽1一侧外的输入辊4和位于酸洗槽1另一侧外的多对输出辊5，铜合金带材自输入辊4上端面经过输入酸洗槽1内，并通过每一对输出辊5之间而输出酸洗槽1，一对输出辊5对铜合金带材具有矫直作用。
[0038]以图2为参照方向，当两搅动辊3顺时针转动对酸液进行搅拌，酸液流动冲洗带材;同时搅流件32随搅动辊3转动，由于涡轮叶片323的作用吸入酸液至搅流件32内并经锥筒部322上的喷孔324扩散喷出，使得酸液产生更多方向的流动;并且在带材经过输入辊4和第一个下方输送辊2的阶段，第一个搅动辊3上搅流件32喷出的酸液对其上表面进行由下至上的冲洗;在带材经过第一个下方输送辊2和上方输送辊2的阶段，第一个搅动辊3上搅流件32喷出的酸液对其上表面进行由上至下的冲洗;在带材经过第一个下方输送辊2和上方输送辊2的阶段，第二个搅动辊3上搅流件32喷出的酸液对其下表面进行由下至上的冲洗;在带材经过上方输送辊2和第二个下方输送辊2的阶段，第二个搅动辊3上搅流件32喷出的酸液对其上下表面进行由上至下的冲洗，提升了酸洗效果和酸洗速率，改善了带材的性能。
[0039]采用本实施例改进的酸洗装置并按实施例1的方法生产铜合金，发现酸洗效率提高6.3%，抗拉强度只减小了1.06%、屈服强度只减少了0.97%，符合要求，100℃下1000h抗应力松弛率提升至91.6%，在92h时观察到带材出现应力腐蚀开裂。
[0040]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(3)
