[发明专利]一种高强度铜铁合金熔炼工艺

说明书

本发明属于铜铁合金技术领域，涉及一种高强度铜铁合金熔炼工艺。该工艺制成的成品铜铁合金中Fe质量分数为0.05％～0.15％、P质量分数为0.025％～0.05％，杂质质量分数0.05％～0.3％，余量为铜；操作步骤包括原料计算称量、熔融铁原料、混合磷原料、原料混合、熔炼液浇铸；其中铁原料采用铜合金C194，磷原料采用磷含量为15％的磷铜合金。该种高强度铜铁合金熔炼工艺中，原料来源广泛，原料组分精准，产品稳定性能好，工艺简单，强度高。

技术领域

本发明属于铜铁合金技术领域，具体涉及一种高强度铜铁合金熔炼工艺。

背景技术

铁铜磷合金具有良好的导电导热性能，同时兼具较高的强度、硬度、耐蚀性，带材精度高、板型良好，用于电子工业接插件及大规模集成电路引线框架材料等。其中铜合金C194合金成分为：Fe 2.1％～2.6％、P 0.015％～0.15％、Zn 0.05％～0.2％，余量为Cu；该类铁铜磷合金，如SH的软化温度仅390℃，制成的芯片在高温焊接时引线框架容易发软，引起框架发生形变，影响制成的集成电路性能。

而现有技术的铜合金C192合金成分为Fe 0.05％～0.15％、P 0.025％～0.04％，余量为Cu，铜合金C192铜含量不小于99.5％，相较于铜含量仅约97％铜合金C194得到了大幅度提高。现有的熔炼工艺通常采用将不同金属单质称重后进行加热、铸造等工艺加工，但在称量时由于不同金属、非金属单质具有不同的性能；其中磷单质为白磷时，着火点为40℃，在空气中不稳定转换为红磷时，着火点变为240摄氏度，在高压下加热变为黑磷，性质不稳定，不能很好确定磷与铜、铁结合的元素组分，熔炼工艺困难，制得的产品质量稳定性差，产品性能不一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种高强度铜铁合金熔炼工艺，原料来源广泛，原料组分精准，产品稳定性能好，工艺简单。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：

一种高强度铜铁合金熔炼工艺，成品铜铁合金中Fe质量分数为0.05％～0.15％、P质量分数为0.025％～0.05％，杂质质量分数0.05％～0.3％，余量为铜；包括如下操作步骤，

步骤S1，原料计算称量：根据铜合金C192中铁质量分数和磷质量分数组成，计算铁原料和磷原料的用量，所述铁原料采用铜合金C194，所述磷原料采用磷含量为15％的磷铜合金；

步骤S2，熔融铁原料：向炼炉中添加铁原料，所述炼炉充入惰性保护气体，升温，控制炼炉中温度为980℃～1000℃；

步骤S3，混合磷原料：在铁原料完全为熔融状态后加入称量量的磷原料，所述磷原料通过耐高温输送块送入炼炉中；

步骤S4，原料混合：将炼炉温度升温，控制炼炉中温度为1100℃～1150℃，直至磷原料熔融；

向炼炉中吹入惰性保护气体，所述惰性保护气体向熔融混合液中鼓泡；

步骤S5，熔炼液浇铸：将混合均匀的熔炼液出炉后倒出浇铸至模具中，冷却成型。

该种高强度铜铁合金熔炼时，选用的原料来源广泛，用已形成合金的铜合金C192和含15％磷的磷铜合金，原料在使用过程中各种元素稳定，不易发生变质，产品稳定性好，一致性高；在熔炼过程中向炼炉中通入惰性保护气体，可以避免金属与氧气或水接触发生腐蚀或氧化，熔炼得到的成品铜铁合金抗拉强度、防腐蚀强度等性能好，强度高；磷铜合金在铁原料熔融后再进行加入，磷铜合金用量少，减少后续熔炼的时间，控温精准，提高工作效率，提高成品品质；制得的成品铜铁合金在高温焊接时，作为芯片框架不会发软，确保集成电路的性能，。

进一步的，所述成品铜铁合金中Fe和P的质量比为3:1。将成品铜铁合金中选用铁的质量分数是磷质量分数的3倍，铜铁合金作为引线框架使用时，在高温条件下不会发生软化，进一步提高集成电路的性能。