[发明专利]一种连接器用细晶强化黄铜带材及其加工方法

说明书

本发明涉及一种连接器用细晶强化黄铜带材，其特征在于包括以下质量百分组成，Cu：63～67wt％，Sn：0.01～0.3wt％，余量为Zn和不可避免的杂质；所述细晶强化黄铜带材的组织晶粒直径≤10μm，其中最小晶粒直径与最大晶粒直径的粒径比≥0.85。本发明组织晶粒的细小在提高强度的同时满足冲压及弯曲加工，同时保持良好的塑性，组织晶粒细小还可以增强带材的弹性性能；在控制组织晶粒细小的同时，组织晶粒的均匀性保证了最终产品硬度、强度和塑性的稳定性，避免了折弯时弯曲表面容易发毛，甚至出现裂纹等问题。

技术领域

本发明涉及铜合金，尤其涉及一种连接器用细晶强化黄铜带材及其加工方法。

背景技术

随着通信、汽车和电气行业的不断发展，所使用的连接器用铜带也提出了更高的材料要求。如电线束接插件产品，要求所用铜带同时兼顾冲压时的塑性和插拔时的强度和弹性要求。此外，随着接插件产品往小型化和轻质化发展，客户对铜带产品的弯曲条件也更加严格。连接器用铜带一般为锡磷青铜带和H65黄铜带，但出于成本考虑，近年来连接器用黄铜带已然成为了趋势。但是，常规的黄铜带即使满足高抗拉强度和高延伸率指标，其弯曲性能还是存在很大的提升空间(90°弯曲性能优异，要求好方向的相对弯曲半径R/t值≤1，坏方向的相对弯曲半径R/t值≤2)。

发明专利CN108057999A公开了一种用于汽车连接器的双强铜带生产工艺方法，粗轧工序采用84％的加工率，后道加工共进行4道轧制、4道退火和4道清洗工序，退火后采用硫酸酸洗，硫酸质量浓度为4～12％，最后通过留底加工率控制材料性能，达到材料抗拉强度500～520MPa，延伸率15～18％的性能要求。但此加工工艺中的材料强度难以满足更高要求的连接器使用，未来微型化发展的连接器将需要更高的抗拉强度。

发明专利CN106636731B公开了高强度高延伸黄铜合金带材的加工工艺，熔炼添加2种镧系稀土金属、锰和铁，冷加工采用20％以下的小加工率精轧，中间退火温度为500～600℃，成品低温退火温度为270～300℃，得到黄铜抗拉强度≥580，延伸≥10％的性能结果。但此加工工艺方法对材料的组织均匀性存在不利影响，同时对于高要求条件下的弯曲加工来说并不稳定，带材坏方向折弯处容易开裂。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种高强度、高延伸且弯曲性能优异的连接器用细晶强化黄铜带材。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种连接器用细晶强化黄铜带材，其特征在于包括以下质量百分组成，Cu：63～67wt％，Sn：0.01～0.3wt％，余量为Zn和不可避免的杂质；所述细晶强化黄铜带材的组织晶粒直径≤10μm，其中最小晶粒直径与最大晶粒直径的粒径比≥0.85。

当添加Sn的量较少时，Sn在Zn中不固溶，Sn的一部分在Cu中固溶，其余的与Cu形成金属间化合物，该金属间化合物可作为形核质点，提高了形核率，阻碍晶粒长大，起到细化晶粒的作用。同时，由于原子尺寸差别，Sn不固溶于Zn，固溶强化作用导致出现晶格畸变现象，增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金的强度和硬度提高，而其塑性和韧性均下降。本发明通过添加一定含量的Sn，起到细晶强化的效果，当Sn的含量在0.01～0.3wt％时，材料的组织晶粒直径能够控制在≤10μm，且最小晶粒直径与最大晶粒直径的粒径比≥0.85。当Sn的含量增大，超过0.3％时，组织细化效果减弱，同时Sn在晶界开始偏聚，进而降低了晶界的结合强度，合金韧性塑性下降，硬度提高。因此，适量的Sn可以细化组织晶粒，同时增强合金的强度。

连接器用黄铜带材要求满足高强度、高延伸的同时兼顾良好的塑性，本发明将晶粒直径控制在≤10μm，组织晶粒的细小在提高强度的同时满足冲压及弯曲加工，同时保持良好的塑性，组织晶粒细小还可以增强带材的弹性性能；在控制组织晶粒细小的同时，组织晶粒的均匀性是影响黄铜带材性能稳定的关键因素，组织不均匀会影响最终产品硬度、强度和塑性的稳定性，同时组织大小不均在折弯时弯曲表面容易发毛，甚至出现裂纹，因此，本发明组织晶粒中最小晶粒直径与最大晶粒直径的粒径比≥0.85。