[发明专利]一种锌白铜合金及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锌白铜合金，该锌白铜合金的重量百分比组成包括：Ni：13～25%，Zn：15～40%，Fe：0.01～0.25%，Mn：0.01～0.5%，余量为Cu和不可避免的杂质；该锌白铜合金具有优异的抗高温氧化、耐盐雾腐蚀和焊锡性能：该锌白铜合金280℃高温下烘烤5～15 min不氧化；在5%的NaCl盐雾气氛中，无腐蚀持续时间≥8小时；浸没于温度为245±5℃的锡液中3～5秒后取出，上锡面积在95%以上；该锌白铜合金可应用于屏蔽罩等电子、电器产品，也可以作为其他对包括抗高温氧化、耐盐雾腐蚀和焊锡性能在内的综合性能具有较高要求的其他电子、电器产品的原料使用。

技术领域

本发明涉及铜合金及其应用技术领域，具体涉及一种抗高温氧化、耐盐雾腐蚀和焊锡性能优异的锌白铜合金，该锌白铜合金可应用于屏蔽罩等电子、电器产品。

背景技术

近年来，随着现代电子、通讯工业的高速发展，高屏蔽性锌白铜的使用量在明显增加，客户针对屏蔽用锌白铜的抗高温氧化、耐盐雾腐蚀、焊锡性能等要求越来越高，而传统的锌白铜屏蔽件在组装后经过回流焊以后出现明显的氧化、脱焊、漏焊等现象，即材料的抗氧化和焊锡性能不足，且经过5％的NaCl盐雾气氛8h以后出现严重腐蚀的现象，其腐蚀面积＞5％，根据GB/T 6461-2002《金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级》的规定，其外观评级RA低于4级，会严重影响后续制备的屏蔽件的外观和可靠性。

目前，电子屏蔽罩材料使用的常规锌白铜牌号为美标C7701和C7521锌白铜，主要成分组成为Cu-Ni-Zn-Mn，但是这两种锌白铜的抗高温氧化性能差(280℃下烘烤1～3min，就会出现氧化)，耐盐雾腐蚀性能差(5％的NaCl盐雾气氛中4h以后就出现明显腐蚀斑点)，焊锡性能差(245℃回流焊过后出现脱焊、漏焊的现象)，不能满足屏蔽罩材料的使用需求。

鉴于传统锌白铜在电子行业屏蔽罩等使用方面的诸多缺点，本发明在其成分基础上进行了改进，通过对Cu、Ni、Zn、Mn含量的调整，并适当添加Fe、B等其他元素，通过大量的实验及机理研究，改善了传统锌白铜合金在抗高温氧化、耐盐雾腐蚀、焊锡性能等方面的性能，满足了当前电子行业对屏蔽罩材料的高性能的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对当前电子屏蔽罩行业所用锌白铜性能的不足，为改善其抗高温氧化、耐盐雾腐蚀、焊锡性能等性能，提供一种综合性能优异的新型锌白铜合金及其制备方法和应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锌白铜合金，该锌白铜合金的重量百分比组成包括：Ni：13～25％，Zn：15～40％，Fe：0.01～0.25％，Mn：0.01～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质。

传统的锌白铜合金一般由Cu、Zn、Ni、Mn元素组成，合金的抗拉强度通常在600MPa左右，延伸率通常＞8％，虽力学性能可以满足要求，但因其不含有增强基体颗粒物，在高温时，普通的基体组织容易受到氧化。而本发明在Cu、Zn、Ni、Mn基体基础上添加Fe元素，Fe与Mn元素形成FeMn化合物，该FeMn化合物的存在一方面可以提高合金的强度，另一方面作为增强颗粒物在高温时可以耐受高温，提高产品在回流焊过程中的耐高温氧化能力。传统的锌白铜合金在280℃下烘烤，1～3min时间内就会出现氧化，而在本发明中加入Fe元素后，本发明锌白铜合金在280℃下烘烤5～15min不氧化。

本发明合金添加Ni元素，Ni无限互溶固溶于铜基体中，提高合金强度，同时Ni在锌白铜基体中还具有调节颜色的作用，过低的Ni含量会使铜合金基体泛浅黄色，除此之外，Ni能够提高合金的耐蚀性能，本发明合金的耐盐雾腐蚀性能优于传统锌白铜合金，其中Ni含量的控制和分布至关重要，通过试验发现，Fe元素的添加有利于本发明合金中CuNi固溶体的均匀分布，而这种均匀分布使得合金基体整体的耐腐蚀性能更加均匀，因此可以承受比传统锌白铜合金更长时间的耐盐雾腐蚀能力。本发明锌白铜中Ni含量控制在13～25wt％。