[发明专利]一种弹性铜合金及其板带和复合热处理方法

说明书

本发明涉及一种弹性铜合金及其板带和复合热处理方法，该铜合金包括1.1％～1.4％或(1)5.2％～11.4％的Ni，0.15％～0.35％或0％～0.1％的Cr，0.1％～0.2％或(2)1.2％～1.4％的Co，0.01％～0.015％或0.2％～0.4％的Zr，0.04％～0.2％的Si，(3)0.7％～0.75％的Mg，0.01％～0.02％的Li，0.1％～0.5％的P，(4)0.001％～0.01％的Fe，0.001％～0.01％的Zn，0.001％～0.01％的Mn，其余为Cu。其中(1)与(2)互斥，(3)与(4)互斥。该铜合金具有高强度、高弹性、高耐疲劳性和高耐热性。

技术领域

本发明涉及一种弹性铜合金及其板带和复合热处理方法，具体涉及一种高性能弹性铜镍硅钴合金及其板带和复合热处理方法，该铜合金具有高强度、高弹性、高耐疲劳性、耐热性好的特点，同时兼备了优异的导电性和抗应力松弛性能，主要应用于引线框架、弹性接插件、弹性元器件、汽车连接器、接触开关触头等各类电子元器件中。

背景技术

高性能弹性铜合金是指在具有优异弹性的同时又兼顾高的强度、中等的导电导热性能和优异高温性能的合金。该合金材料主要用作电力电子、交通运输、手机、电工、航空宇航等行业中的引线框架、弹性接插件、弹性元器件、汽车连接器、传感器、导电桥等材料。

铜基电子接插件材料作为特殊弹性材料，广泛用于仪器仪表、电子元器件领域，随着各种装置向高可靠、小型化、长寿命方向发展，对材料的质量、品种提出了更高的要求，例如对材料的精度、表面质量、残余应力、抗应力松弛性能、抗冲击震动性能、可焊性等方面要求极其严格。目前接插件用铜合金主要有：黄铜、锡磷青铜、铜镍硅合金、铜镍锡合金、铜镍锰合金、铍青铜、钛青铜、锌白铜、铁磷青铜、铜铬锆合金等。按性能可分为：高强合金、中强合金、低成本黄铜，其中低成本合金主要为普通黄铜，中高档弹性材料主要为析出强化型铜合金、调幅分解合金、固溶强化型铜合金。弹性铜基合金材料主要用作交通运输、通讯电子、电工电力、航空宇航等行业中的引线框架、连接器、传感器、导电桥等材料。

近年来，随着电子信息、现代交通、通讯、电力、电子，航空航天等工业的发展，对高性能铜合金提出了更多的要求，如：在室温和高温下保持高的强度以及导电、导热性能，硬度好，具有良好的变形和加工能力，具有优异的表面质量和低的残余应力等。以铜镍硅钴为主要元素的高性能弹性铜合金具有高强度、高弹性、高疲劳性、耐热性好，同时兼备了高导电性和抗应力松弛的优点成为了新一代的高强高弹铜合金。检索表明，美国专利No.6506269公开了具有控制添加量的镍、钴、硅和镁或磷两者之一的铜合金。该专利介绍采用高温方法或者低温方法处理铜合金。高温方法获得的性能达不到上述强度和导电性的目标组合。当采用高温方法处理时，据报道示例性合金的导电性为51.9％IACS，抗拉强度为709MPa；当采用低温方法处理时，示例性合金的导电性为51.5％IACS，抗拉强度为905MPa。但是，低温方法对铜合金实施过量的冷加工，预计这会导致成型性变差和应力松弛抗力下降。美国奥林公司和维兰德工厂股份公司于2003年、2007年和2009年在我国申请了三项有关含钴、镍、硅铜合金的专利(公开号为CN1671877A、CN101041868A、CN101792872A)，研究了多种钴、镍元素不同含量配比带来性能上的变化。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高性能弹性铜合金，该合金具有高强度、高弹性、高疲劳性、耐热性好，同时兼备了高导电性和抗应力松弛的优点，能适应各个工业领域对铜基弹性材料的要求。

一种高性能弹性铜合金，该铜合金的重量百分比组成为：Ni：1.1％～1.4％，Cr：0.15％～0.35％或0％～0.1％，Co：0.1％～0.2％或1.2％～1.4％，Zr：0.01％～0.015％或0.2％～0.4％，Si：0.04％～0.2％，Mg：0.7％～0.75％，Li：0.01％～0.02％，P：0.1％～0.5％，Zn：0.001％～0.01％，Mn：0.001％～0.01％，其余为Cu和其它不可避免的杂质。