[发明专利]一种提高Cu-Ni-Si合金强韧性的制备方法

说明书

本发明属于有色金属加工行业，具体为一种提高Cu‑Ni‑Si合金强韧性的制备方法，工艺步骤为：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→固溶处理（1）→铣面→冷轧（1）→切边→退火→冷轧（2）→固溶处理（2）→冷轧（3）→固溶处理（3）→冷轧（4）→清洗→时效热处理→清洗→拉矫→分切。1、固溶处理（1）：固溶温度范围700～850℃，冷却强度＞20℃/s。2、退火：温度范围480～650℃，保温时间4～8小时。3、固溶处理（2）、（3）：固溶温度范围700～780℃，固溶时间90‑150s，冷却强度＞10℃/s。4、时效热处理：温度400‑500℃，保温时间4‑8h。5、冷轧（1）、冷轧（2）、冷轧（3）、冷轧（4）加工率范围20‑85%。本发明产生的效果是：HV225～250，Rm≥690MPa，Rp_0.2≥660MPa，A₅₀≥10%，带材90°折弯不裂。

技术领域

本发明涉及新材料，属于有色金属加工行业，具体为一种提高Cu-Ni-Si合金强韧性的制备方法，提高铜镍硅带材的强韧性，以适应电子连接器材料的发展需求。

背景技术

铜镍硅合金带材产品具有高强度、高弹性、中等导电性、低应力松弛、可镀性及优良的加工特性等特点，主要用于电连接器、大规模和超大规模集成电路、高端端子材料、精密继电器、高档开关等。该铜合金带材具有如下成份组成（Ni：2.2～4.2%；Si：0.25～1.2%；Mg：0.05～0.3%；其余部分为铜及不可避免的杂质）。

目前铜镍硅合金带材一般采用的生产工艺是：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→固溶处理→铣面→粗轧→切边→退火→冷轧→退火→冷轧→清洗→拉矫→分切。

该生产工艺主要存在以下不足：强度偏低，同时韧（塑）性较差，在后续折弯加工时，容易发生折弯开裂现象，不能满足高端电子连接器材料的使用要求。为满足电子连接器带材的使用要求，需要在提高材料强度的同时，提高材料韧（塑）性，提高铜镍硅合金带材产品的综合性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高铜镍硅合金带材的强韧性，为满足下游用户对产品的抗拉强度、屈服强度及延伸率的要求，提供一种高强韧铜镍硅合金带材的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用在传统工艺基础上进行了技术处理，具体方法如下：半连续铸造铸锭→铸锭加热→热轧→第一次固溶处理→铣面→第一次冷轧→切边→退火→第二次冷轧→第二次固溶处理→第三次冷轧→第三次固溶处理→第四次冷轧→清洗→时效热处理→清洗→拉矫→分切；其中

a. 第一次固溶处理：固溶处理温度范围700～850℃，冷却强度＞20℃/s；

b. 退火：温度范围480～650℃，保温时间4-8小时；

c. 第二次固溶处理、第三次固溶处理：固溶温度范围700～780℃，固溶时间90～150s，冷却强度＞10℃/s；

d. 时效热处理：温度400～500℃，保温时间4～8h；

e. 第一次冷轧、第二次冷轧、第三次冷轧、第四次冷轧加工率范围20-85%。

本发明与传统工艺的差别在于：增加了固溶处理的次数和减少了一次热处理。在工业化生产中，合金固溶处理的温度比理论的固溶温度要低50-100℃。因此采用一次固溶处理，一些溶质原子不能完全溶入铜基体中，造成固溶后过饱和固溶体中溶质原子不能全部溶入基体，致使过饱和度不足，在后续的时效热处理中，一方面由于过饱和度不足，强化粒子析出动力不足，造成合金达不到应有的强化效果 ；同时未溶相在时效过程中的出现粗化，影响了合金的塑性，造成合金整体强韧性降低。而采用多次的固溶处理，保证了固溶处理基本达到应有的过饱和固溶度，在时效热处理制度下，强化粒子析出动力大，合金的强化效果好；同时未溶相大大减少，保证了合金应有的良好塑性，从而整体提高了材料的强韧性。