[发明专利]高强度、高导电耐应力松弛铜镍硅合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度、高导电耐应力松弛铜镍硅系合金材料及其制备方法，属于有色金属加工领域。该合金材料的重量百分比组成为：Ni 1.5～3.5％，Co 0.2～0.5％，Si 0.25～1.0％，Cr 0.05～0.5％，Mg 0.05～0.1％，混合稀土0.005～0.01％，混合稀土为Gd和Ce，其中Gd与Ce的质量比为2:1，其余为Cu。通过熔炼及铸造，热轧，固溶处理，铣面，一次冷轧，一次时效处理，二次冷轧，二次时效处理等工序得到该合金材料。该合金材料具有高强度、高导电、优良应力松弛性能、耐磨、耐蚀等性能，可以用于制作引线框架和弹性元件，广泛应用于电子电器、航空航天、仪器仪表等行业。

技术领域

本发明涉及一种高强度、高导电耐应力松弛铜镍硅系合金材料及其制备方法，该合金材料具有高强度、高导电、优良应力松弛性能、耐磨、耐蚀等性能，可以用于制作引线框架和弹性元件，广泛应用于电子电器、航空航天、仪器仪表等行业，属于有色金属加工领域。

背景技术

随着现代化科学技术的发展，电子、通讯及汽车行业处于高速发展阶段，对接插件、连接器等弹性元件用铜基弹性合金的需求量日益增加。同时，对铜基弹性合金的性能提出了更加苛刻的要求，如合金要求具有高强度、高导电率、高弹性、高抗应力松弛性能、高疲劳强度等。目前国内市场上铜基弹性合金主要以锡磷青铜和铍青铜等材料为主，由于锡磷青铜合金的弹性性能和抗应力松弛性能较差，大多数应用于对弹性性能要求较低的使用环境中。铍青铜作为有色金属材料弹性之王，具有其他材料不可比拟性能优势，但由于铍对人的健康和环境具有严重的损害作用，且铍青铜合金的加工工艺复杂和实际生产难度大，致使其只应用于特殊领域中。

Cu-Ni-Si系合金是一类具有高强度、高弹性、高疲劳性、高导电性和优良抗应力松弛性能的等性能铜基弹性材料，可以运用于连接器、电器接插件等弹性元件，在很多要求高导电性场合能够取代高弹性铍青铜合金。

近期，日本JX日矿石金属株式会社通过调整合金的加工工艺参数和微观组织形态(CN 101646791、CN 101646792、CN103052728、CN103361512等)，开发出一系列不同状态的高强高弹Cu-Ni-Co-Si系导电型铜合金，其性能接近甚至超过低铍合金性能，满足不同环境下的使用要求。因此，开发出高强、高弹、导电、高抗应力松弛的环境友好型高性能弹性铜合金对于丰富和发展我国高性能铜合金体系具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的是弥补现有铜合金性能的不足，开发出一种高强度、高导电耐应力松弛铜镍硅系合金材料及其制备方法。

一种高强度、高导电耐应力松弛铜镍硅系合金材料，该材料的重量百分比组成为：Ni 1.5～3.5％，Co 0.2～0.5％，Si 0.25～1.0％，Cr 0.05～0.5％，Mg 0.05～0.1％，混合稀土0.005～0.01％，所述的混合稀土为Gd和Ce，其中Gd与Ce的质量比为2:1，其余为Cu。

另外合金中还至少包括Sn、Zn、Mn、P、Ti、B和Zr等合金元素中一种或两种，其中重量百分比含量为：Sn 0.10～1.5％，Zn 0.05～1.0％，Mn 0.05～0.35％，P 0.02～0.05％，Ti 0.05～0.5％，Zr 0.05～0.1％，合金元素总含量为0.02～2.0％，优选0.05～0.5％。

通过X射线进行合金的织构组份及其体积分数进行测试，高强度、高导电耐应力松弛铜镍硅合金材料主要包含Brass、Copper和S三种织构，其中Brass织构{110}<112>的体积分数为10％～20％，Copper织构{112}<111>的体积分数为50％～60％，S织构{123}<634>的体积分数为20％～30％。

所添加合金元素的作用：