[发明专利]一种高性能锡磷青铜带及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能锡磷青铜带及其生产方法。

背景技术

锡磷青铜具有高的强度；优良的弹性；耐蚀、耐磨、抗磁；易钎焊、电镀；以及良好的加工性能，是目前应用最广泛、最重要、最经济的弹性铜合金材料，在电子、电气设备中被广泛用于制作各种接插件、连接件、继电器、接触器、导线端子、触头和弹簧等元器件。

当前，广泛应用于新兴领域电子产品的锡磷青铜带材必须具有均匀性能、高表面质量和高尺寸精度。但是目前在锡磷青铜生产中存在以下难题：针对铸造工艺,铸造高性能锡磷青铜合金组织中存在显微缩松、枝晶偏析和反偏析的问题是需要解决的首要问题；轧制工艺，高性能薄带产品要求大加工率轧制，产品性能才能达到要求，但相对厚带而言，同样的加工率下，薄带轧制的绝对压下量会有所增大，因此，薄带轧制工艺的道次分配是轧制的难点；退火工艺，退火引起的粘结极易影响轧制时的公差和轧制安全，尤其是薄带产品。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高性能锡磷青铜带及其生产方法，通过严格控制锡磷青铜合金的铸造工艺、轧制工艺、退火工艺，生产出锡含量在9～11％的高性能锡磷青铜带合金产品，满足IT行业以及电子通讯行业高弹性、高强度、高硬度铜合金的应用要求。

一种高性能锡磷青铜带，按重量百分比含有以下物质：Sn 9～11％；P 0.03～0.35％；Zn≤0.2％；Fe≤0.1％；Pb≤0.2％；余量为铜。其中P的重量百分含量优选为0.1～0.2％。

一种高性能锡磷青铜带的生产方法，包括以下工艺：熔铸——双面铣面——粗轧机开坯轧制——裁边——罩式炉中间退火——脱脂清洗——精轧机留底轧制——气垫炉留底退火——精轧机成品轧制——罩式炉成品退火——脱脂清洗——矫直板形——成品分条、包装。

所述熔铸工艺中采用水平连铸，其牵引工艺参数为：引拉升降加速度均为66～68mm/s²，引拉长度为13～14mm，引拉速度为13～28mm/s，停顿时间2500～2800ms，反升降加速度均为60～62mm/s²，反推长度1.0～2.0mm，反推速度9～12mm/s。

进一步地，所述牵引工艺参数优选为：引拉升降加速度均为66mm/s²，引拉长度为13mm，引拉速度为28mm/s，停顿时间2800ms，反升降加速度均为60mm/s²，反推长度2.0mm，反推速度9mm/s。

精轧机成品轧制工艺采用3-4道次，首道次加工率为20％～25％，其余道次按2-4个加工率逐渐递减的分配方法；张力按前道次张力大于后道次张力设定，前者大于后者10-25KN；第一道次张力为40～45KN。采用该工艺可以获得稳定的轧制，解决轧制过程中的薄带易断带的问题。

所述气垫炉留底退火工艺参数为：退火温度为700～720℃，退火速度为45～49m/min；控制留底料的抗拉强度在400～410Mpa之间。

进一步地，所述气垫炉留底退火工艺参数优选为：退火温度为720℃，退火速度为47m/min；控制留底料的抗拉强度为406Mpa之间。

所述罩式炉中间退火工艺参数为：退火温度为520～550℃，保温时间为6～8h。

所述罩式炉成品退火工艺参数为：退火温度为480～520℃，保温时间为6～8h。

在铸造工艺中，铸造锡磷青铜合金组织中存在显微缩松、枝晶偏析和反偏析的问题是需要解决的首要问题。稳定铸造温度，缩小保温炉的温度波动范围，热电偶的安装是关键，在安装时必须将热电偶伸入到保护套顶端，使测量温度更接近铜水的实际温度。采用本发明的牵引工艺参数拉出的铸坯质量较稳定，表面较好，边部不易出现开裂现象，且成分较均匀。

在轧制工艺中，由于高性能锡磷青铜产品锡含量较高，弹性好，当塑性变形量较大时，其加工硬化同时也非常明显。高性能薄带产品要求大加工率轧制，产品性能才能达到要求，但相对厚带而言，同样的加工率下，薄带轧制的绝对压下量会有所增大，因此，薄带轧制工艺的道次分配是轧制的难点。轧制高性能薄带的特点是绝对压下量小、相对压下量大，轧辊呈负辊缝，轧制力较大，经常会出现轧制压力极限报警；轧制前后张力要小，避免张力过大造成断带。因此，避免轧制过压力现象，轧制薄带时轧制规程选择3-4个道次，道次分配采用小的道次加工率，首道次加工率不超过25％，其余道次按2-4个加工率逐渐递减的分配方法。张力按前张力大于后张力设定，前者大于后者10-25KN。采用该工艺可以获得稳定的轧制，解决轧制过程中的薄带易断带的问题。