一种高腐蚀高导无磁的铜合金及其制备方法与流程

本发明涉及铜合金，具体为一种高腐蚀高导无磁的铜合金及其制备方法。

背景技术：

1、铜合金是一种以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金，目前市场上主要使用的铜合金主要为以青铜或黄铜为代表的固溶强化类型，铸造铜合金普遍存在晶粒粗大，加工性能差的问题，因此需要通过其他方式对铜合金进行加工处理；

2、现有技术中，若铜合金体系中的锌含量较高，则该铜合金的耐腐蚀性能较弱。

3、现有的铜合金制备方法存在的缺陷是：

4、1、专利文件cn105112715b提出了一种cuznnisi合金及其制备方法以及该合金制备带材的方法，该铜合金中的zn含量过高，因此该合金体系极有可能出现应力腐蚀及导电率较低的问题；

5、2、专利文件kr100344782b1提出了一种铜合金及其制备方法，但是该专利文件没有考虑某些情况下铜合金材料需要承受高热，对其抗高温软化温度的要求较高；

6、3、专利文件cn105132739b提出了一种无铅黄铜合金及其制备方法，但是该专利文件没有考虑到该铜合金在锌含量过高(10％-20％)时，铜合金产品的导电率较低的问题；

7、4、专利文件us6099663a公开了一种铜合金及其制备方法，但是该专利文件没有考虑到通过细化铜合金内晶粒来优化该铜合金内部结构，使该铜合金具有更优良的塑性和韧性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高腐蚀高导无磁的铜合金及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高腐蚀高导无磁的铜合金及其制备方法，该铜合金的成分及成分质量百分比为铜：62.5％～68.8％，硼：0.008～0.05wt％，锆：0.005～0.04wt％，硅：0.02～0.06％，镍：0.3～1.5wt％，锡：0.1％～1.0％，石墨烯：2～5wt％，余量为锌及不可避免的杂质，所述该铜合金的微观组织中晶粒度为1.2～3.6μm的粒子数量占比为90％以上。

3、优选的，锡与镍的添加含量比为0.9～1.1。

4、优选的，所述铜合金的质量百分比组成中还包括0.02～0.12wt％的铁、0.005～0.04wt％的磷和0.01～0.4wt％的镁。

5、优选的，所述该铜合金微观组织中，粒径5～20nm的析出物粒子个数为45～140个/μm2，粒径大于95nm的析出物粒子个数为≤5个/μm2。

6、优选的，一种高腐蚀高导无磁的铜合金，包括如下步骤：

7、步骤s1、按照铜合金成分质量百分比称取组成成分配料，并熔炼铸造；

8、步骤s2、热轧：轧制下压量控制在84％以上；

9、步骤s3、水淬：对温度控制在820℃以上的热轧坯料进行快速在线水淬操作，水淬的冷却水温度为25-40℃；

10、步骤s4、第一次冷轧处理和时效处理；

11、步骤s5、在线固溶处理；

12、步骤s6、最终冷轧处理和时效处理。

13、优选的，所述步骤s1中，熔炼温度1150-1250℃，铸造温度1120-1280℃。

14、优选的，所述步骤s2中，在对坯料进行热轧之前，将熔炼铸造后的坯料在850-1150℃下预热6.5-12h。

15、优选的，所述步骤s4中，第一次冷轧处理控制冷轧总下压量在75％以上，第一次时效处理的时效温度340—450℃，时间6.5h-16h。

16、优选的，所述步骤s5中，在线固溶温度780-940℃，在线固溶速度15-64m/min。

17、优选的，所述步骤s6中，最终冷轧处理的冷轧总下压量控制在40％-72％，最终时效处理的时效温度380-560℃，时间6-15.2h。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、本发明中锡和镍的联合加入能提高铜合金的耐腐蚀性能，锡和镍形成的化合物对铜合金的表面具有保护作用，从而提高该铜合金的耐腐蚀性能，同时该铜合金体系加入的适当含量硅能够减少金属材料的化学反应性，也能够提高材料的耐腐蚀性能。

20、2、本发明通过添加适当含量的硅元素，硅元素能够显著提高该铜合金材料的强度，提升材料的抗高温软化能力；该铜合金体系中加入的铁和磷，铁和磷通过该铜合金的时效处理析出的铁磷金属间化合物也能够提高该铜合金的抗高软化性能。

21、3、本发明中的铜合金体系中加入了适量的石墨烯，石墨烯是由碳原子结合成的二维晶体材料，具有极高的导电性能，从而能够增加该铜合金的导线率，有效提高了该含锌量较高的铜合金的导电性。

22、4、本发明中添加的锆元素可以细化组织晶粒，增强合金的强度，该合金体系中加入的镁和铁能够促进铜中晶粒的细化和弥散，从而使结构得到优化，使该铜合金具有更优良的塑性和韧性。

技术特征：

1.一种高腐蚀高导无磁的铜合金，其特征在于，该铜合金的成分及成分质量百分比为铜：62.5％～68.8％，硼：0.008～0.05wt％，锆：0.005～0.04wt％，硅：0.02～0.06％，镍：0.3～1.5wt％，锡：0.1％～1.0％，石墨烯：2～5wt％，余量为锌及不可避免的杂质，所述该铜合金的微观组织中晶粒度为1.2～3.6μm的粒子数量占比为90％以上。

2.根据权利要求1所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金，其特征在于：锡与镍的添加含量比为0.9～1.1。

3.根据权利要求1所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金，其特征在于：所述铜合金的质量百分比组成中还包括0.02～0.12wt％的铁、0.005～0.04wt％的磷和0.01～0.4wt％的镁。

4.根据权利要求1所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金，其特征在于：所述该铜合金微观组织中，粒径5～20nm的析出物粒子个数为45～140个/μm2，粒径大于95nm的析出物粒子个数为≤5个/μm2。

5.一种高腐蚀高导无磁的铜合金的制备方法，根据权利要求1-4任意一项所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金，其特征在于：包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，熔炼温度1150-1250℃，铸造温度1120-1280℃。

7.根据权利要求5所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，在对坯料进行热轧之前，将熔炼铸造后的坯料在850-1150℃下预热6.5-12h。

8.根据权利要求5所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，第一次冷轧处理控制冷轧总下压量在75％以上，第一次时效处理的时效温度340—450℃，时间6.5h-16h。

9.根据权利要求5所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，在线固溶温度780-940℃，在线固溶速度15-64m/min。

10.根据权利要求5所述的一种高腐蚀高导无磁的铜合金的制备方法，其特征在于：所述步骤s6中，最终冷轧处理的冷轧总下压量控制在40％-72％，最终时效处理的时效温度380-560℃，时间6-15.2h。

技术总结本发明公开了一种高腐蚀高导无磁的铜合金及其制备方法，该铜合金的成分及成分质量百分比为铜：62.5％～68.8％，硼：0.008～0.05wt％，锆：0.005～0.04wt％，硅：0.02～0.06％，镍：0.3～1.5wt％，锡：0.1％～1.0％，石墨烯：2～5wt％，余量为锌及不可避免的杂质，所述该铜合金的微观组织中晶粒度为1.2～3.6μm的粒子数量占比为90％以上。本发明中锡和镍的联合加入能提高铜合金的耐腐蚀性能，锡和镍形成的化合物对铜合金的表面具有保护作用，从而提高该铜合金的耐腐蚀性能，同时该铜合金体系加入的适当含量硅能够减少金属材料的化学反应性，也能够提高材料的耐腐蚀性能。技术研发人员：张兆冲受保护的技术使用者：东莞市嘉盛铜材有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4