本發明涉及銅合金制造,尤其涉及一種超細晶高屈服青銅及其制備方法。
背景技術:
1、青銅是在純銅(紫銅)中加入錫或鉛得到的合金,青銅具有熔點低、硬度大、可塑性強、耐磨、耐腐蝕和色澤光亮等特點,適用于鑄造各種器具、機械零件、軸承以及齒輪等。
2、近年來,隨著電子技術迅猛發展,各類電子、電氣設備零件的用途和用量也越來越廣泛,例如端子接插件、繼電器、接觸器、觸頭等接插件,它們是電子、電氣元件之間的橋梁,其作用是任何其他電子元器件所不能替代的。接插件作為電連接器的核心部件,是組成橋梁的基石。而目前90%以上的接插件是銅合金帶材,因此電連接器的發展必然離不開銅合金帶材的發展和創新。目前應用較為廣泛的電連接器用銅合金主要為鈹銅系合金、銅鎳硅系合金以及錫磷青銅合金。其中,錫磷青銅具有價格低廉的優點而被廣泛使用,但由于其抗拉強度和屈服強度較低,因此只能局限于中低端電連接器中,嚴重限制了其在電子技術中的應用。
3、因此,如何提高青銅的抗拉強度和屈服強度,成為本領域亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種超細晶高屈服青銅及其制備方法,本發明提供的超細晶高屈服青銅的抗拉強度和屈服強度高。
2、為了實現上述發明目的,本發明提供以下技術方案:
3、本發明提供了一種超細晶高屈服青銅,按質量百分比計,包括以下化學成分:sn:8~11%,p:0.03~0.35%,fe:0.001~0.1%,ni:0.001~0.1%,zn:0.001~0.2%和余量的cu。
4、本發明提供了上述技術方案所述超細晶高屈服青銅的制備方法,包括以下步驟:
5、(1)將合金原料依次進行熔煉和水平連鑄,得到青銅鑄錠;
6、(2)將所述步驟(1)得到的青銅鑄錠依次進行第一次均勻化退火、預初軋、第二次均勻化退火和初軋,得到軋制帶材;
7、(3)將所述步驟(2)得到的軋制帶材依次進行第一次鐘罩式退火、預成品軋制、連續退火、成品軋制和第二次鐘罩式退火,得到超細晶高屈服青銅。
8、優選地,所述步驟(1)中水平連鑄的溫度為1160~1210℃,水平連鑄的牽引速率為140~200mm/min。
9、優選地,所述步驟(2)中第一次均勻化退火的溫度為500~670℃,第一次均勻化退火的保溫時間為8~14h。
10、優選地,所述步驟(2)中預初軋的總變形量為50~85%,預初軋為冷軋。
11、優選地,所述步驟(2)中第二次均勻化退火的溫度為500~670℃,第二次均勻化退火的保溫時間為8~14h。
12、優選地,所述步驟(2)中初軋的總變形量為50~85%,初軋為冷軋。
13、優選地,所述步驟(3)中第一次鐘罩式退火的溫度為480~630℃,第一次鐘罩式退火的保溫時間為7~13h。
14、優選地,所述步驟(3)中連續退火的溫度為580~740℃,連續退火的速度為25~75m/min。
15、優選地,所述步驟(3)中第二次鐘罩式退火的溫度為180~350℃,第二次鐘罩式退火的保溫時間為5~12h。
16、本發明提供了一種超細晶高屈服青銅,按質量百分比計,包括以下化學成分:sn:8~11%,p:0.03~0.35%,fe:0.001~0.1%,ni:0.001~0.1%,zn:0.001~0.2%和余量的cu。本發明通過添加sn元素能夠與cu形成連續固溶體,具有寬闊的單相區,它們能夠明顯地提高銅的機械性能、耐蝕性能;通過添加p元素能夠提高熔體的流動性,顯著降低鑄錠的元素偏析問題,而且p元素作為銅合金的有效脫氧劑,減少氧在銅合金中的不利影響,從而有效提高銅合金的強度和硬度,此外p元素可在水平連鑄中減少產品吸氣,且可以提升青銅的物理性能;另外,p還可以與銅合金中的cu元素形成銅磷化合物,在晶界處阻礙銅合金基體晶粒的長大,從而有效細化晶粒,提高銅合金的強度和硬度;通過加入微量fe元素可以顯著提升銅合金的強度和硬度;通過加入微量ni元素可與sn和cu元素產生調幅分解組織,從而顯著提升銅合金的強度;通過添加微量zn元素可以提高銅合金熔體的流動性,減輕銅合金的偏析,提高鑄錠的組織均勻性,更有利于銅合金鑄錠通過組合變形獲得高強度和高硬度的青銅。實施例的結果顯示,本發明提供的超細晶高屈服青銅的抗拉強度能夠達到970mpa以上,屈服強度能夠達到930mpa以上,同時硬度高且具有較好的延展性。
1.一種超細晶高屈服青銅,按質量百分比計,包括以下化學成分:sn:8~11%,p:0.03~0.35%,fe:0.001~0.1%,ni:0.001~0.1%,zn:0.001~0.2%和余量的cu。
2.權利要求1所述超細晶高屈服青銅的制備方法,包括以下步驟:
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(1)中水平連鑄的溫度為1160~1210℃,水平連鑄的牽引速率為140~200mm/min。
4.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中第一次均勻化退火的溫度為500~670℃,第一次均勻化退火的保溫時間為8~14h。
5.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中預初軋的總變形量為50~85%,預初軋為冷軋。
6.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中第二次均勻化退火的溫度為500~670℃,第二次均勻化退火的保溫時間為8~14h。
7.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中初軋的總變形量為50~85%,初軋為冷軋。
8.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(3)中第一次鐘罩式退火的溫度為480~630℃,第一次鐘罩式退火的保溫時間為7~13h。
9.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(3)中連續退火的溫度為580~740℃,連續退火的速度為25~75m/min。
10.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(3)中第二次鐘罩式退火的溫度為180~350℃,第二次鐘罩式退火的保溫時間為5~12h。