一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法

摘要

本发明公开了青铜加工技术领域的一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法，包括取7.6‑8.0％锡、0.2‑0.24磷、其余为纯度99.995％的电解铜，加入熔化炉内制得合金液；将合金液倒入模具中制得铸锭；将铸锭加热到一定温度后，进行热挤压；将热挤压后的铸锭冷却固溶处理制得坯料；将坯料剪切、制头，得到方棒；将方棒冷拉拔加工，并伴随时效处理制得微型方棒，本发明通过固溶冷却及后续扩散退火处理，提高材料的各方面性能，为后续冷拉拔做基础，减小裂纹、疤斑和开裂可能性，采用冷拉拔加工，得到微型方棒，强度、硬度均较其他加工方式更高，伴随温度控制和时效处理，提高加工成品率，同时制得方棒质量良好。

说明书

技术领域

本发明涉及青铜加工技术领域，具体为一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法。

背景技术

锡是十大有色金属中最紧缺的品种，也是为数不多的具备定价能力的有色金属资源，随着对锡资源开采程度的不断提高，锡保有储量明显减少，我国锡矿资源短缺问题也已现，市场售价高。锡磷青铜Cu-Sn合金是通过Sn-P 元素作用和冷加工硬化可获得较好的机械性能，具有优良的弹性性能、耐腐蚀、耐磨、无磁性的特点，是铜基弹性合金材料上用量最大，用途最广的弹性材料。

锡青铜具有高弹性、耐磨性和抗磁性，抗腐蚀性良好，易焊接的优点，广泛应用于电子信息行业。近年来，随着我国电子信息行业技术发展，各种电子信息装置向小型化、长寿命等方向发展，由于元件的集成度、信号传输速度急剧上升，使得电子产品连接器用的基础部件越趋于薄、小型、集成化发展，这对锡青铜产品的尺寸厚度及精度、板形、表面质量、内部组织、力学性能等要求越来越高。由于锡青铜合金制造时极易产生反偏析、裂纹、冷轧加工硬化等，致使成品率不高，较难生产。

基于此，本发明设计了一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法，以解决上述背景技术中提出的锡青铜合金制造时极易产生反偏析、裂纹、冷轧加工硬化等，致使成品率不高，较难生产的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法，包括以下步骤：

S1:取7.6-8.0％锡、0.2-0.24％磷、其余为纯度99.995％的电解铜，加入熔化炉内制得合金液；

S2:将合金液倒入模具中制得铸锭；

S3:将铸锭加热到一定温度后，进行热挤压；

S4:将热挤压后的铸锭冷却固溶处理制得坯料；

S5:将坯料剪切、制头，得到方棒；

S6:将方棒冷拉拔加工，并伴随时效处理制得微型方棒。

优选的，所述熔化炉为工频感应电炉，熔铸温度为1200-1350℃；将S1 中所制得合金液进行搅拌、捞渣、取样分析调整成分，将符合要求的合金液转入保温炉内，保温炉温度为1180-1300℃。

优选的，所述铸锭规格控制在长380-420mm、直径φ78-92mm之间；铸造速度为5-9m/h。

优选的，所述铸锭加热温度为620-750℃，所述挤压速度为5-18mm/s，挤压比为15-23，挤压后的铸锭规格控制在长740-860mm、直径35-43mm之间。

优选的，所述冷却固溶为将铸锭加热900-1000℃，保温0.8-1.2h，然后置入水槽中水冷；将水冷后的铸锭进行扩散退火处理。

优选的，所述扩散退火处理为先将铸锭加热至580-620℃并保温1-1.2h，然后自然冷却；再将铸锭加热至600-640℃，并保温0.6-0.8h，然后自然冷却。

优选的，所述剪切为将坯料夹持在铣床上，进行面铣，表面光洁度为 2.8-3.2，制得四面光洁的长方体。

优选的，所述制头为将剪切后得到的长方体将两头切去得到规格在边长 25-30mm之间的方棒。

优选的，所述冷拉拔加工为将方棒置于模具内，温度控制在150℃内，每次进料长度低于方棒长度的3/5，单面留放加工余量为1.5-2mm，变形程度在 1.5-2之间。

优选的，所述时效处理为每次冷拉拔加工后进行冷却，冷却后进行去应力退火，退火温度为550-620℃之间，保温时间0.5-0.7h；将退火后方棒进行矫直调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过热挤压直接置入水槽中固溶冷却，以获得适宜的晶粒度，消除枝晶偏析，以保证合金高温抗蠕变性能抑制第二相重新析出，得到室温下的过饱和固溶体，为后续加工做准备；再进行扩散退火处理，此过程中在高温下合金内部发生了扩散的过程，降低浇铸铸锭组织的不均匀性，扩散退火能将合金的塑性提高一倍；通过固溶冷却及后续扩散退火处理，提高材料的各方面性能，为后续冷拉拔做基础，减小裂纹、疤斑和开裂可能性。

2.采用冷拉拔加工，得到微型方棒，强度、硬度均较其他加工方式更高，伴随温度控制和时效处理，提高加工成品率，同时制得方棒质量良好。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：

一种锡磷青铜的微型方棒的加工方法，包括括以下步骤：

S1:取7.6-8.0％锡、0.2-0.24％磷、其余为纯度99.995％的电解铜，加入熔化炉内制得合金液；

S2:将合金液倒入模具中制得铸锭；

S3:将铸锭加热到一定温度后，进行热挤压；

S4:将热挤压后的铸锭冷却固溶处理制得坯料；

S5:将坯料剪切、制头，得到方棒；

S6:将方棒冷拉拔加工，并伴随时效处理制得微型方棒。

其中，熔化炉为工频感应电炉，熔铸温度为1200-1350℃；将S1中所制得合金液进行搅拌、捞渣、取样分析调整成分，将符合要求的合金液转入保温炉内，保温炉温度为1180-1300℃。铸锭规格控制在长380-420mm、直径φ 78-92mm之间；铸造速度为5-9m/h。铸锭加热温度为620-750℃，所述挤压速度为5-18mm/s，挤压比为15-23，挤压后的铸锭规格控制在长740-860mm、直径35-43mm之间。

其中，冷却固溶为将铸锭加热900-1000℃，保温0.8-1.2h，然后置入水槽中水冷；将水冷后的铸锭进行扩散退火处理。扩散退火处理为先将铸锭加热至580-620℃并保温1-1.2h，然后自然冷却；再将铸锭加热至600-640℃，并保温0.6-0.8h，然后自然冷却。

其中，剪切为将坯料夹持在铣床上，进行面铣，表面光洁度为2.8-3.2，制得四面光洁的长方体。制头为将剪切后得到的长方体将两头切去得到规格在边长25-30mm之间的方棒。冷拉拔加工为将方棒置于模具内，温度控制在 150℃内，每次进料长度低于方棒长度的3/5，单面留放加工余量为1.5-2mm，变形程度在1.5-2之间。时效处理为每次冷拉拔加工后进行冷却，冷却后进行去应力退火，退火温度为550-620℃之间，保温时间0.5-0.7h；将退火后方棒进行矫直调整。

本实施例的一个具体应用为：本发明取7.6-8.0％锡、0.2-0.24磷、其余为纯度99.995％的电解铜，加入工频感应电炉内，在温度1200-1350℃下将其原料熔融，制得合金液，将合金液进行搅拌、捞渣、取样分析调整成分，将符合要求的合金液转入保温炉内，保温炉温度为1180-1300℃，从保温炉中取出合金液以5-9m/h将其倒入熔铸模具中，制得长380-420mm、直径φ78-92mm 之间的铸锭。

再将铸锭加热到620-750℃后，以挤压速度为5-18mm/s，挤压比为15-23 进行热挤压，挤压后的铸锭规格控制在长740-860mm、直径35-43mm之间，而后将铸锭加热900-1000℃，保温0.8-1.2h，然后直接置入水槽中水冷，获得适宜的晶粒度，消除枝晶偏析，以保证合金高温抗蠕变性能抑制第二相重新析出，即可得到室温下的过饱和固溶体，为后续加工做准备；将将铸锭加热至580-620℃并保温1-1.2h，然后自然冷却，再将铸锭加热至600-640℃，并保温0.6-0.8h，然后自然冷却，在高温下合金内部发生了扩散的过程，降低浇铸铸锭组织的不均匀性，扩散退火能将合金的塑性提高一倍。通过固溶冷却及后续扩散退火处理，提高材料的各方面性能，为后续冷拉拔做基础，减小裂纹、疤斑和开裂可能性。

将坯料夹持在铣床上，进行面铣，表面光洁度为2.8-3.2，制得四面光洁的长方体，再将两头切去得到规格在边长25-30mm之间的方棒，去除表面杂质，获得光洁度良好、无裂缝等缺陷的方棒；将方棒置于模具内，温度控制在150℃内，每次进料长度低于方棒长度的3/5，单面留放加工余量为1.5-2mm，变形程度在1.5-2之间进行冷拉拔加工，铜棒在冷拉拔时迅速升温，温度升的过高和过快，都易产生裂纹，因此必须将温度严格控制在150℃以内，当表面颜色由黄变紫黑色时，就立即停止，如发现方棒表面有微小裂纹时也应停止，否则就会导致整段坯料的断裂，在每次拉拔加工后都需进行冷却，冷却后进行去应力退火，退火温度为550-620℃之间，保温时间0.5-0.7h，然后将退火后方棒进行矫直调整，保证方棒的平直度，如此循环往复对方棒进行冷拉拔加工以得到微型方棒，由于所采用冷拉拔加工，得到的微型方棒强度、硬度均较其他加工方式更高，伴随温度控制和时效处理，提高加工成品率，同时制得方棒质量良好。

实施例1

取试样观察铸锭进行热处理加工后的表面及机械加工后的表面。

试验例1为采取本法所得微型方棒；

对比例1为上海某金属制品有限公司生产的锡磷青铜方棒；

对比例2为深圳某铜业制造有限公司生产的锡磷青铜方棒；

实施例2

根据GB/T4340.1—1999《金属维氏硬度试验第1部分：试验方法》标准进行维氏硬度实验，将顶部两相对面具有规定角度的正四棱锥体金刚石压头用试验力压入试样表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面压痕对角线长。维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得的商，压痕被视为具有正方形基面并与压头角度相同的理想形状。

根据GB 228-87《金属拉伸试验方法》标准进行拉伸强度实验，

试验例1为采取本法所得微型方棒；

对比例1为上海某金属制品有限公司生产的锡磷青铜方棒；

对比例2为深圳某铜业制造有限公司生产的锡磷青铜方棒；

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。