一種高性能錫磷青銅線及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能錫磷青銅線及其生產(chǎn)方法，各元素的重量百分含量為：Sn?4.3-5.0％、P?0.06-0.12％、Zn≤0.03％、Fe≤0.005％、Si﹤0.03％、Ni≤0.05％、Cd≤0.005％、雜質(zhì)總和≤0.02％、余量為Cu。將原料熔鑄拉鑄Φ12mm桿坯后，進(jìn)行五道次加工。本發(fā)明通過控制錫磷青銅線中鐵等微量元素含量、加工工藝中退火溫度、保溫時間、加工率的調(diào)整，達(dá)到所需的最佳晶粒度，從而確保材料性能的均勻，生產(chǎn)出的錫磷青銅線性能均勻、表面光潔，滿足高端電子接插件行業(yè)客戶的使用要求。
【專利說明】一種高性能錫磷青銅線及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高性能錫磷青銅線及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 錫磷青銅具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和抗腐蝕性，用于電子設(shè)備元器件、高性能 插件、接線端子等。
[0003] C51000錫磷青銅線產(chǎn)品主要用于高端的電子接插件行業(yè)，由于客戶對該產(chǎn)品的性 能均勻性、表面要求較高，目前，主要從國外進(jìn)口。國內(nèi)只有極少數(shù)廠家掌握該產(chǎn)品的生產(chǎn) 技術(shù)，但生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)很少有能完全達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品水準(zhǔn)的。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的錫磷青銅線性能和表面，無法滿足高端電子接插件行業(yè)客戶的使 用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高性能錫磷青銅線及其生產(chǎn)方法，通過對 錫磷青銅線中鐵元素含量的控制及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，所得的產(chǎn)品性能均勻、表面光潔。
[0006] -種高性能錫磷青銅線，各元素的重量百分含量如下：
[0007] Sn 4. 3-5. 0 %, P 0. 06-0. 12 %, Zn ^ 0. 03 %, Fe ^ 0. 005 %, Si < 0. 03 %, Ni彡0· 05%、Cd彡0· 005%、雜質(zhì)總和彡0· 02%、余量為Cu。
[0008] 優(yōu)選的，F(xiàn)e的重量百分含量為0· 0045% -0· 005%。
[0009] 一種高性能錫磷青銅線的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0010] ⑴、熔鑄工藝
[0011] 按照上述各元素含量配方，將電解銅、磷銅中間合金加入到熔鑄爐中，覆蓋木炭， 升溫熔化后加入錫塊，攪拌撈渣，取樣分析，成分符合要求后，覆蓋干餾木炭，通過對熔鑄溫 度、牽引各參數(shù)、冷卻水量的控制，牽引出合格桿坯；
[0012] 熔鑄溫度控制在1150?1280°C，牽引各參數(shù)為：拉伸速度0. 5-1. 5m/min，拉坯 長度10-19mm，拉伸時間0· 1-0. 5s，拉停時間0· 1-0. 5s，反推長度0· 5-2. 7mm，反推時間 0· 1-0. 3s，冷卻水量 0· 1-0. 3MPa ;
[0013] (2)、拉刨加工
[0014] 將所得桿坯進(jìn)行五道次加工，道次加工率控制在50-80%，退火采用井式爐或罩式 爐；
[0015] 采用井式爐退火，溫度為450-500°C，升溫時間50-80min，保溫時間120-160min ;
[0016] 采用罩式爐退火，溫度為460-500 °C，升溫時間100_150min，保溫時間 200-260min〇
[0017] 進(jìn)一步的，步驟（1)中牽引出合格桿坯尺寸為Φ12_。
[0018] 進(jìn)一步的，五道次加工工藝為：
[0019] Φ 1 2mm - Φ8· 5mm(退火酸洗）一Φ5· 6mm(退火酸洗）一Φ2· 8m(退火酸 洗）一φ 1. 9mm (退火酸洗）一（小拉連退）Φ〇· 9mm。
[0020] 其中，Φ12πιπι- Φ8·5πιπι道工序，退火采用井式爐，退火后用常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸 洗，加工率為50%。
[0021] Φ8. 5mm - Φ5.6_道工序，采用連續(xù)拉伸工藝，退火采用井式爐，然后用常規(guī)酸 洗液進(jìn)行酸洗，加工率為57%。
[0022] Φ5. 6mm - Φ2. 8m道工序采用拉刨工藝，退火采用罩式爐，加工率為75%。
[0023] Φ2. 8mm - Φ 1.9mm采用連續(xù)拉伸工藝，退火采用罩式爐，加工率為54%。
[0024] Φ 1. 9mm - Φ〇· 9mm采用小拉連退設(shè)備，加工率為78%。
[0025] 本發(fā)明通過控制錫磷青銅線中鐵等微量元素含量、加工工藝中退火溫度、保溫時 間、加工率的調(diào)整，達(dá)到所需的最佳晶粒度，從而確保材料性能的均勻，生產(chǎn)出的錫磷青銅 線性能均勻、表面光潔，滿足高端電子接插件行業(yè)客戶的使用要求。鐵元素的含量在某一范 圍微小波動時，會引起晶粒度較大變化，從而影響材料的性能和表面光潔度。跟現(xiàn)有技術(shù)相 t匕，本發(fā)明制備的錫磷青銅線中鐵含量< 0. 005%，并且對加工工藝中退火溫度、保溫時間、 加工率進(jìn)行調(diào)整，使制備的錫磷青銅線的性能波動在l〇MPa以內(nèi)，表面光亮、光潔，無黑斑、 擦傷、油脂類及斷線，滿足高端的電子接插件行業(yè)的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為實施例1制備的錫磷青銅線200倍金相顯微鏡圖；
[0027] 圖2為實施例1制備的錫磷青銅線500倍金相顯微鏡圖；
[0028] 圖3為實施例2制備的錫磷青銅線200倍金相顯微鏡圖；
[0029] 圖4為實施例2制備的錫磷青銅線500倍金相顯微鏡圖；
[0030] 圖5為實施例3制備的錫磷青銅線200倍金相顯微鏡圖；
[0031] 圖6為實施例3制備的錫磷青銅線500倍金相顯微鏡圖。

【具體實施方式】
[0032] 實施例1
[0033] -種高性能錫磷青銅線，含有以下重量百分含量的物質(zhì)：
[0034] Sn 4. 3%,P 0. 07%,Zn 0. 03%,Fe 0.005%,Si 0. 02%,Ni 0. 04%,CdO. 005%, 雜質(zhì)總和0.02%、余量為Cu。
[0035] 一種高性能錫磷青銅線的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0036] (1)、熔鑄
[0037] 按照上述配方，將電解銅、磷銅中間合金加入到熔鑄爐中，覆蓋木炭，升溫熔化后 加入錫塊，熔化后攪拌撈渣，取樣分析，成分符合要求后，覆蓋干餾木炭，通過對熔鑄溫度、 牽引各參數(shù)、冷卻水量的控制，牽引出Φ 12mm合格桿坯；
[0038] 熔鑄溫度控制在1200°C，牽引各參數(shù)為：拉伸速度0. 92m/min，拉坯長度13mm，拉 伸時間0. 3s，拉停時間0. 3s，反推長度1. 5mm，反推時間0. 15s，冷卻水量0. 3MPa ;
[0039] (2)、拉刨加工
[0040] 將所得桿述進(jìn)行五道次加工：Φ 12mm - Φ8. 5mm(退火酸洗）一Φ5. 6mm(退火酸 洗）一Φ2. 8m(退火酸洗）一Φ 1. 9mm(退火酸洗）一（小拉連退）Φ0. 9mm。
[0041] 其中，Φ12πιπι- Φ8· 5mm道工序，退火采用井式爐，溫度為460°C，升溫時間60min， 保溫時間150min，然后常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗。
[0042] 進(jìn)一步地，Φ 12mm - Φ8. 5_道工序，退火采用井式爐，退火后用常規(guī)酸洗液進(jìn)行 酸洗，加工率為50%。
[0043] Φ8. 5mm - Φ5. 6mm道工序，采用連拉工藝，退火采用井式爐，溫度為480°C，升溫 時間60min，保溫時間150min，然后常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗，加工率為57%。
[0044] Φ5. 6mm - Φ2. 8m道工序采用拉刨工藝，退火采用罩式爐，溫度為490°C，升溫時 間120min，保溫時間240min，加工率為75%。
[0045] Φ2. 8mm - Φ 1. 9mm米用連拉工藝，退火米用罩式爐，溫度為480 °C，升溫時間 120min，保溫時間240min，加工率為54%。
[0046] Φ 1. 9mm - Φ〇· 9mm采用成品小拉連退設(shè)備，加工率為78%。
[0047] 制備的錫磷青銅線晶粒度0. 004-0. 005 (mm)，偏向于0. 004mm，晶粒級別指數(shù) 14?12. 3,表面光潔無黑斑，性能穩(wěn)定，抗拉375- 385 (MPa)，波動在lOMPa以內(nèi)。
[0048] 實施例2
[0049] 一種高性能錫磷青銅線，含有以下重量百分含量的物質(zhì)：
[0050] Sn 4. 5 %, P 0. 08 %, Zn 0. 02 %, Fe 0. 0045 %, Si 0. 02 %, Ni 0. 05 %, Cd 0. 005%、雜質(zhì)總和0. 01 %、余量為Cu。
[0051] 一種高性能錫磷青銅線的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0052] (1)、熔鑄
[0053] 按照上述配方，將電解銅、磷銅中間合金加入到熔鑄爐中，覆蓋木炭，升溫熔化后 加入錫塊，熔化后攪拌撈渣，取樣分析，成分符合要求后，覆蓋干餾木炭，通過對熔鑄溫度、 牽引各參數(shù)、冷卻水量的控制，牽引出Φ 12mm合格桿坯；熔鑄溫度控制在12KTC，牽引 各參數(shù)為：拉伸速度〇. 9m/min，拉坯長度12mm，拉伸時間0. 2s，拉停時間0. 3s，反推長度 1. 6mm，反推時間0· 3s，冷卻水量0· 2MPa ;
[0054] (2)、拉刨加工
[0055] 將所得桿述進(jìn)行五道次加工：Φ 12mm - Φ8. 5mm(退火酸洗）一Φ5. 6mm(退火酸 洗）一Φ2. 8m(退火酸洗）一Φ 1. 9mm(退火酸洗）一（小拉連退）Φ0. 9mm。
[0056] 其中，Φ12πιπι- Φ8· 5mm道工序，退火采用井式爐，溫度為480°C，升溫時間55min， 保溫時間120min，然后常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗。
[0057] 進(jìn)一步地，Φ 12mm- Φ8. 5mm道工序，退火采用井式爐，退火后用常規(guī)酸洗液進(jìn)行 酸洗，加工率為50%。
[0058] Φ8. 5mm - Φ5. 6mm道工序，采用連拉工藝，退火采用井式爐，溫度為480°C，升溫 時間55min，保溫時間120min，然后常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗，加工率為57%。
[0059] Φ5. 6mm - Φ2. 8m道工序采用拉刨工藝，退火采用罩式爐，溫度為460°C，升溫時 間lOOmin，保溫時間260min，加工率為75%。
[0060] Φ2. 8mm - Φ 1. 9mm米用連拉工藝，退火米用罩式爐，溫度為485 °C，升溫時間 lOOmin，保溫時間250min，加工率為54%。
[0061] Φ 1. 9mm - Φ0. 9mm采用成品小拉連退設(shè)備，加工率為78%。
[0062] 制備的錫磷青銅線晶粒度0. 004-0. 005 (mm)，偏向于0. 005mm，晶粒級別指數(shù) 14?12. 3,表面光潔無黑斑，性能穩(wěn)定，抗拉378- 385 (MPa)，波動在lOMPa以內(nèi)。
[0063] 實施例3
[0064] 一種高性能錫磷青銅線，含有以下重量百分含量的物質(zhì)：
[0065] Sn 4. 7 %, P 0. 09 %, Ζη 0. 025 %, Fe 0. 004 %, Si 0. 03 %, Ni 0. 03 %, Cd 0. 005%、雜質(zhì)總和0. 02%、余量為Cu。
[0066] 一種高性能錫磷青銅線的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0067] (1)、熔鑄
[0068] 按照上述配方，將電解銅、磷銅中間合金加入到熔鑄爐中，覆蓋木炭，升溫熔化后 加入錫塊，熔化后攪拌撈渣，取樣分析，成分符合要求后，覆蓋干餾木炭，通過對熔鑄溫度、 牽引各參數(shù)、冷卻水量的控制，牽引出Φ 12mm合格桿坯；
[0069] 熔鑄溫度控制在1220°C，牽引各參數(shù)為：拉伸速度lm/min，拉坯長度14mm，拉伸 時間0. 4s，拉停時間0. 2s，反推長度1mm，反推時間0. ls，冷卻水量0. 2MPa
[0070] (2)、拉刨加工
[0071] 將所得桿述進(jìn)行五道次加工：Φ 12mm - Φ8. 5mm(退火酸洗）一Φ5. 6mm(退火酸 洗）一Φ2. 8m(退火酸洗）一Φ 1. 9mm(退火酸洗）一（小拉連退）Φ0. 9mm。
[0072] 其中，Φ12πιπι- Φ8· 5mm道工序，退火采用井式爐，溫度為450°C，升溫時間55min， 保溫時間155min，然后常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗。
[0073] 進(jìn)一步地，Φ 12mm- Φ8. 5mm道工序，退火采用井式爐，退火后用常規(guī)酸洗液進(jìn)行 酸洗，加工率為50%。
[0074] Φ8. 5mm - Φ5. 6mm道工序，采用連拉工藝，退火采用井式爐，溫度為450°C，升溫 時間55min，保溫時間155min，然后常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗，加工率為57%。
[0075] Φ5. 6mm- Φ2. 8m道工序采用拉刨工藝，退火采用罩式爐，溫度為490°C，升溫時 間140min，保溫時間250min，加工率為75%。
[0076] Φ2. 8mm - Φ 1. 9mm米用連拉工藝，退火米用罩式爐，溫度為500 °C，升溫時間 120min，保溫時間260min，加工率為54%。
[0077] Φ 1. 9mm - Φ0. 9mm采用成品小拉連退設(shè)備，加工率為80%。
[0078] 制備的錫磷青銅線晶粒度0. 005?0. 007(mm)，偏向于0. 005mm，晶粒級別指數(shù) 12. 3?11.0,表面光潔無黑斑，性能穩(wěn)定，抗拉378- 385 (MPa)，波動在lOMPa以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高性能錫磷青銅線，其特征在于，所述錫磷青銅線各元素重量百分含量如下： Sn 4. 3-5. 0 %,P 0.06-0.12 %, Zn ^0. 03 %, Fe ^ 0. 005 %,Si < 0.03 Ni彡0· 05%、Cd彡0· 005%、雜質(zhì)總和彡0· 02%、余量為Cu。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能錫磷青銅線，其特征在于，F(xiàn)e的重量百分含量為 0. 0045% -0. 005%。
3. -種權(quán)利要求1所述的高性能錫磷青銅線的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 、熔鑄工藝 按照上述各元素含量配方，將電解銅、磷銅中間合金加入到熔鑄爐中，覆蓋木炭，升溫 熔化后加入錫塊，攪拌撈渣，取樣分析，成分符合要求后，覆蓋干餾木炭，通過對熔鑄溫度、 牽引各參數(shù)、冷卻水量的控制，牽引出合格桿坯； 熔鑄溫度控制在1150?1280°C，牽引各參數(shù)為：拉伸速度0. 5-1.5m/min，拉坯長 度10-19mm，拉伸時間0.1-0. 5s，拉停時間0.1-0. 5s，反推長度0.5-2. 7mm，反推時間 0· 1-0. 3s，冷卻水量 0· 1-0. 3MPa ; (2) 、拉刨加工 將所得桿坯進(jìn)行五道次加工，道次加工率可控制在50-80%，退火采用井式爐或罩式 爐； 采用井式爐退火，溫度為450-500°C，升溫時間50-80min，保溫時間120-160min ; 采用罩式爐退火，溫度為460-500°C，升溫時間100_150min，保溫時間200-260min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟（1)中牽引出合格桿坯尺寸為 Φ12mm〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，五道次加工工藝為Φ 12mm- Φ8. 5_ -Φ5. 6mm - Φ2·8ηι- Φ 1.9mm- Φ〇· 9mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，Φ 12mm - Φ8· 5mm道工序，退火采用 井式爐，退火后用常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗，加工率為50%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，Φ8. 5mm - Φ5. 6mm道工序，采用連 續(xù)拉伸工藝，退火采用井式爐，然后用常規(guī)酸洗液進(jìn)行酸洗，加工率為57 %。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，Φ5. 6mm - Φ2. 8m道工序采用拉刨 工藝，退火采用罩式爐，加工率為75%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，Φ 2.8mm - Φ 1.9mm采用連續(xù)拉伸工 藝，退火采用罩式爐，加工率為54%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，Φ 1.9mm - Φ0. 9mm采用小拉連退 設(shè)備，加工率為78%。
【文檔編號】C22F1/08GK104152742SQ201410448856
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】羅繼華, 羅鑫宇, 王禹發(fā), 楊賢保, 梁國慶, 蔣平 申請人:安徽鑫科新材料股份有限公司