[发明专利]一种含Ce和B的钛青铜合金带材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含Ce和B的钛青铜合金带材，其特征在于：该钛青铜合金带材的重量百分比组成包括2.50wt％～4.00wt％的Ti，0.003wt％～0.2wt％的Ce，和0.001wt％～0.02wt％的B，余量为Cu和不可避免的杂质，并且该钛青铜合金带材的微观组织中尺寸≥1.0μm的斑点状夹杂物的数量小于30个/1000μm²。该钛青铜合金带材具有优异的折弯性能并且其强度、尤其是屈服强度的各向异性较小。本发明还涉及该钛青铜合金带材的制备方法。

技术领域

本发明属于铜合金材料技术领域，特别是涉及一种含有Ce和B的钛青铜合金带材。该钛青铜合金带材具有优异的折弯性能并且其强度、尤其是屈服强度的各向异性较小。本发明还涉及该钛青铜合金带材的制备方法。

背景技术

近年来，随着消费电子以及其它连接器相关行业产品的小型化与多功能化的快速发展，设计者们需要选用强度更高、成形性能更加优异的铜合金材料来制造其中的接触件，以满足其终端产品的轻薄化和小型化的设计需求。虽然铍铜合金作为高强度铜合金的代表能够满足上述性能要求，但是由于铍铜合金成本较高并且在其加工过程中会产生剧毒物质，因而铍铜合金的应用受到了限制。钛青铜合金是以钛为主要合金元素的铜合金，其强度较高并且成形性能较优异，在一些应用场合可以用于替代铍铜合金。

早期在将钛青铜合金带材加工制作成端子时，通常仅对特定方向进行弯曲加工。由于消费电子向小型化、多功能化发展，其中的端子通常具有非常复杂的形状，因而需要对钛青铜带材在不同方向同时进行更加严苛的折弯成形。在这种情况下，带材折弯性能的各向异性必须较小，因为对于折弯性能的各向异性较大的带材而言，只要在任一个方向弯曲时出现裂纹，都不能由带材制造出合格的端子。在现有技术中，通常采用与轧制方向平行的方向(以下简称LD、好方向或GW)和与轧制方向垂直的方向(以下简称TD、坏方向或BW)的折弯性能两者来表征带材的整体折弯性能，其中GW和BW折弯性能的差值显示了折弯性能的各向异性程度。然而，GW和BW的折弯性能的差值只能体现合金带材在弯曲加工时的各向异性，而不能反映出由合金带材制备的成品材料即端子在应用时的状态。当需要将带材在GW和BW两个方向同时折弯时，如果GW和BW的屈服强度存在较大差异，首先会引起两个方向的折弯尺寸精度的偏差，其次会导致成型后的端子在两个方向存在较大的应力偏差，从而造成安全隐患并且缩短端子的使用寿命。此外，屈服强度各向异性较大的带材还可限制带材冲压成形方向的设计，影响制备端子的成本和效率，从而限制了带材的使用范围。因此，仅仅针对折弯性能各向异性的控制无法满足当前消费电子等终端的小型化对于具有较好一致性的端子的需求。由此可见，为了使带材的综合性能达到最佳，在对GW和BW两个方向的折弯性能的各向异性成功进行控制的基础上，还需要实现对GW和BW两个方向的屈服强度进行控制。

经本发明人检索，在现有技术中没有发现关于钛青铜合金带材的屈服强度的各向异性的研究。此外，在本领域中已知B和稀土是可添加至钛青铜合金中以进一步提高强度、改善导电性的任选、非必要的元素。除了中国专利CN1132952C以外，在本申请的申请日以前的其他现有技术中不存在实际将B和稀土Ce组合作为钛青铜合金中的必要合金元素的任何具体实施例。CN1132952C涉及一种高导电耐磨铜基材料，其特征是含有(按重量)0.4～2.9％Ti、0.2～1.3％B、0.1～0.9％Sn、0.01～0.05％Ce、余Cu。该发明专利的铜基材料以B、Ce和Sn为必要合金元素(参见独立权利要求1)，并且主要关注铜基材料的导电性和耐磨性。包括CN1132952C在内的现有技术没有调查特定量的B和稀土Ce的组合对于钛青铜合金带材的折弯性能与屈服强度的各项异性两者的影响。

发明内容