[发明专利]一种综合性能优异的锡磷青铜带材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种综合性能优异的锡磷青铜带材，其特征在于：该锡磷青铜带材的质量百分组成为：6.0～8.0wt％Sn，0.01～0.10wt％P，余量为Cu和不可避免的杂质；所述锡磷青铜带材中小角度晶界的体积分数为50～70％、大角度晶界的体积分数为25～45％，其中小角度晶界为相邻晶粒取向差0°～5°，大角度晶界为相邻晶粒取向差＞15°。本发明锡磷青铜带材能够实现屈服强度≥700MPa，弹性模量≥115GPa，延伸率≥18％，在90°折弯时，好方向R/t值≤0.5，坏方向R/t值≤1.5，抗应力松弛性能在150℃下保温1000小时，残余应力≥63％，具备接插件要求的高折弯、强回弹性能，可以用作高要求电子弹性元器件。

技术领域

本发明属于铜合金技术领域，具体涉及一种综合性能优异的锡磷青铜带材及其制备方法。

背景技术

随着5G通信、消费电子、新能源汽车等行业的飞速发展，电子产品及电子元器件逐渐往小型化、高度集成化方向发展，对于结构复杂的接插件而言，其核心元部件“接触件”存在两大困扰：一方面是冲压成型过程中易出现橘皮甚至开裂现象，另一方面是接触件成型后回弹性不够，夹持效果不理想，无法保证可靠的电连接。因此，为了更好的使连接器完成电连接功能，铜合金带材不仅被要求折弯性能良好，即90°折弯坏方向R/t≤1.5，以此来保障冲压成型不开裂，而且必须保障成型后的接插件具有优异的回弹性。因此高要求的接插件用青铜合金被要求屈服强度大于650MPa，弹性模量大于112GPa。另外疲劳强度和抗应力松弛能力与接触件的使用寿命和稳定性有关，因为接触件使用过程中不仅存在一定量弹性变形，还需同时承载一定的电流负载，所以材料必须具有良好的抗应力松弛性能(要求在150℃下保温1000小时，残余应力≥60％)。然而目前传统的磷青铜如C5191、C5210无法同时满足以上性能要求，不足以支撑连接器小型化、轻薄化的结构设计。

如发明专利CN105039759A公开了一种高屈强比高弹性锡磷青铜合金生产方法，采用控制合金元素Sn、P和Ni的含量，结合常规的后道加工工艺最终获得较高屈强比的C5191青铜产品，屈强比为0.86～0.95，但此加工工艺条件下产品屈服强度均在600MPa以下，无法满足未来接插件小型、轻薄、高度集成化、智能化、多功能化的性能要求。

发明专利CN105803249B公开了一种高性能锡磷青铜带工艺，通过严格控制锡含量在9～11％的锡磷青铜合金的铸造、轧制和退火工艺，生产出抗拉强度850MPa以上、延伸率17％以上的高锡磷青铜带，但此加工工艺方法并不能同时兼顾高强度和折弯要求，不利于成型。

因此，针对现有的锡磷青铜需要进一步改进，从而改善材料的综合性能，如屈服强度、弹性模量和抗应力松弛性能等，同时实现接插件折弯性能优异、高接触力的目标，也是接插件用锡磷青铜合金的主要研究方向。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种屈服强度、弹性模量和抗应力松弛等综合性能优异的锡磷青铜带材。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种综合性能优异的锡磷青铜带材，其特征在于：该锡磷青铜带材的质量百分组成为：6.0～8.0wt％Sn，0.01～0.10wt％P，余量为Cu和不可避免的杂质；所述锡磷青铜带材中小角度晶界的体积分数为50～70％、大角度晶界的体积分数为25～45％，其中小角度晶界为相邻晶粒取向差0°～5°，大角度晶界为相邻晶粒取向差＞15°。